JP2016098931A - High pressure accumulator of automobile, and regeneration system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automobile superior in energy recovery efficiency by suppressing dissipation of heat generating in a high pressure accumulator.SOLUTION: A high pressure accumulator 40 of an automobile is connected to an oil pump motor 13, and stores an oil and a gas under pressure. The high pressure accumulator 40 is slidably disposed inside of a container 17, and includes a piston 18 for dividing the inside into an oil chamber OR and a gas chamber GR. In the oil chamber OR, an oil of variable storage amount is stored, and in the gas chamber GR, a gas of constant amount is stored. A latent heat accumulation material 41 having a transition temperature within a range of temperature increasable in accompany with compression of the gas chamber GR, is disposed in a peripheral region of the gas chamber GR.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、高圧蓄圧器を利用した自動車の回生システム等に関する。   The present invention relates to an automobile regeneration system using a high-pressure accumulator.

図１を用いて、この種の回生システムの基本構造を説明する。   The basic structure of this type of regeneration system will be described with reference to FIG.

図１は、回生システムＥＲＳを備えた自動車の駆動システムを簡略化したものであり、エンジン１を動力源として走行している状態を表している（動力源はモータであってもよい）。エンジン１の出力軸は、エンジンクラッチ２、トランスミッション３、ディファレンシャルギア４を介して駆動輪５に連結されており、駆動輪５は、エンジン１によって回転駆動されている。   FIG. 1 is a simplified drive system for an automobile equipped with a regenerative system ERS, and shows a state where the vehicle is running with the engine 1 as a power source (the power source may be a motor). An output shaft of the engine 1 is connected to drive wheels 5 via an engine clutch 2, a transmission 3, and a differential gear 4, and the drive wheels 5 are rotationally driven by the engine 1.

回生システムＥＲＳは、連結機構１１、モータクラッチ１２、オイルポンプモータ１３、高圧蓄圧器１４、低圧リザーバ１５などで構成されている。オイルポンプモータ１３の回転軸は、モータクラッチ１２及び連結機構１１を介して、駆動輪５への出力軸に連結されている。モータクラッチ１２は切られた状態となっている。   The regenerative system ERS includes a coupling mechanism 11, a motor clutch 12, an oil pump motor 13, a high pressure accumulator 14, a low pressure reservoir 15, and the like. The rotation shaft of the oil pump motor 13 is connected to the output shaft to the drive wheels 5 via the motor clutch 12 and the connection mechanism 11. The motor clutch 12 is in a disconnected state.

オイルポンプモータ１３は、互いに連通した状態でオイルを貯留する高圧蓄圧器１４と低圧リザーバ１５との間に接続されている。オイルポンプモータ１３は、オイルポンプ及び油圧モータの両機能を有し、いずれか一方の装置として利用できる。高圧蓄圧器１４には、数１００気圧レベルの高圧のオイルが貯留され、低圧リザーバ１５には、数気圧から数１０気圧レベルの低圧のオイルが貯留される。   The oil pump motor 13 is connected between a high-pressure accumulator 14 and a low-pressure reservoir 15 that store oil in communication with each other. The oil pump motor 13 has both functions of an oil pump and a hydraulic motor, and can be used as either one of the devices. The high pressure accumulator 14 stores high pressure oil at a level of several hundred atmospheres, and the low pressure reservoir 15 stores low pressure oil at a level of several atmospheres to several tens of atmospheres.

図２に示すように、高圧蓄圧器１４には、耐圧性を有する容器１７と、その内部を自在にスライドするピストン１８とが備えられている。高圧蓄圧器１４の内部は、ピストン１８によってオイル室ＯＲとガス室ＧＲとに区画されている。ピストン１８のスライドにより、オイル室ＯＲの容量が大きくなればそれだけガス室ＧＲの容量は小さくなり、オイル室ＯＲの容量が小さくなればそれだけガス室ＧＲの容量は大きくなる。   As shown in FIG. 2, the high-pressure accumulator 14 includes a pressure-resistant container 17 and a piston 18 that freely slides inside the container 17. The inside of the high pressure accumulator 14 is partitioned into an oil chamber OR and a gas chamber GR by a piston 18. If the capacity of the oil chamber OR increases due to the sliding of the piston 18, the capacity of the gas chamber GR decreases accordingly, and if the capacity of the oil chamber OR decreases, the capacity of the gas chamber GR increases accordingly.

オイル室ＯＲは、オイルポンプモータ１３と連通しており、低圧リザーバ１５との間を行き来するオイルが貯留されている。そのため、オイル室ＯＲのオイルの貯留量は、オイルポンプモータ１３の作動に応じて変化する。   The oil chamber OR communicates with the oil pump motor 13, and oil that moves between the low pressure reservoir 15 is stored. Therefore, the amount of oil stored in the oil chamber OR changes according to the operation of the oil pump motor 13.

対して、ガス室ＧＲは、密閉されていて、その内部に一定量のガスが貯留されている。   On the other hand, the gas chamber GR is sealed and a certain amount of gas is stored therein.

図３の（ａ）に示すように、下り坂走行などの制動時には、エンジンクラッチ２が切られてモータクラッチ１２が繋げられることで、駆動輪５の動力がオイルポンプモータ１３に入力される。   As shown in FIG. 3A, during braking such as downhill traveling, the engine clutch 2 is disengaged and the motor clutch 12 is connected, whereby the power of the drive wheels 5 is input to the oil pump motor 13.

それにより、オイルポンプモータ１３はオイルポンプとして駆動され、低圧リザーバ１５のオイルが高圧蓄圧器１４へ送り込まれる。その結果、高圧蓄圧器１４の内圧が上昇し、より高圧なオイルが蓄積される（回生）。   Thereby, the oil pump motor 13 is driven as an oil pump, and the oil in the low pressure reservoir 15 is sent to the high pressure accumulator 14. As a result, the internal pressure of the high pressure accumulator 14 rises and higher pressure oil is accumulated (regeneration).

その際、ピストン１８はオイル室ＯＲからガス室ＧＲの側にスライドする。   At that time, the piston 18 slides from the oil chamber OR toward the gas chamber GR.

図３の（ｂ）に示すように、自動車の発進時などには、モータクラッチ１２が繋げられた状態で、高圧蓄圧器１４のオイルが低圧リザーバ１５に向けて流出される。そのオイルの吐出圧により、オイルポンプモータ１３は油圧モータとして駆動され、その動力が駆動輪５に出力される（力行）。   As shown in FIG. 3B, when starting the automobile, the oil in the high pressure accumulator 14 flows out toward the low pressure reservoir 15 with the motor clutch 12 engaged. The oil pump motor 13 is driven as a hydraulic motor by the oil discharge pressure, and the power is output to the drive wheels 5 (powering).

その際、ピストン１８はガス室ＧＲからオイル室ＯＲの側にスライドする。   At that time, the piston 18 slides from the gas chamber GR toward the oil chamber OR.

このような回生システムの一例は、例えば特許文献１に開示されている。高圧蓄圧器１４の一例は、例えば特許文献２に開示されている。   An example of such a regeneration system is disclosed in Patent Document 1, for example. An example of the high pressure accumulator 14 is disclosed in Patent Document 2, for example.

本発明に関し、最大電力点追従制御の基本的内容は、例えば特許文献３に開示されている。   Regarding the present invention, the basic content of the maximum power point tracking control is disclosed in, for example, Patent Document 3.

特開２０１３−１８９０８４号公報JP 2013-189084 A 特表２００８−５１２６１６号公報Special table 2008-512616 gazette 特開２００５−２２２８６３号公報JP 2005-222863 A

回生時には、高圧蓄圧器の温度変化によってエネルギーロスが発生する。   During regeneration, energy loss occurs due to temperature changes in the high pressure accumulator.

図４に、回生時の高圧蓄圧器での温度変化の一例を示す。破線が車速の変化を、実線が高圧蓄圧器の温度変化を表している。   In FIG. 4, an example of the temperature change in the high voltage | pressure accumulator at the time of regeneration is shown. The broken line represents the change in vehicle speed, and the solid line represents the temperature change in the high pressure accumulator.

車速が急激に減速して高圧蓄圧器にオイルが一気に送り込まれると、それに伴ってピストンがガス室側にスライドし、ガス室のガスが圧縮される（断熱圧縮）。それにより、ガスの圧力及び温度が上昇し、その熱が伝わることで高圧蓄圧器の温度が上昇する。   When the vehicle speed is rapidly decelerated and oil is sent to the high pressure accumulator at once, the piston slides to the gas chamber side and the gas in the gas chamber is compressed (adiabatic compression). Thereby, the pressure and temperature of the gas rise, and the temperature of the high-pressure accumulator rises as the heat is transmitted.

その後は、放熱によって次第に高圧蓄圧器の温度が低下し、常温に戻る。その結果、放熱によって消失する熱エネルギーの分だけ高圧蓄圧器に蓄積されるエネルギーが、回生前よりも減少する。   Thereafter, the temperature of the high pressure accumulator gradually decreases due to heat dissipation and returns to room temperature. As a result, the energy stored in the high-pressure accumulator is reduced by the amount of heat energy that is lost due to heat dissipation than before the regeneration.

例えば、車速が急激に６０ｋｍ／ｈ減速した場合には、高圧蓄圧器は、常温から８０℃近くまで温度上昇し、その温度差分の熱エネルギーが失われてしまう。   For example, when the vehicle speed is suddenly reduced by 60 km / h, the high pressure accumulator rises in temperature from room temperature to nearly 80 ° C., and the thermal energy of the temperature difference is lost.

そこで本発明の目的は、高圧蓄圧器で発生する熱の散逸を抑制し、エネルギー回収効率に優れた自動車を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an automobile that suppresses heat dissipation generated in a high-pressure accumulator and has excellent energy recovery efficiency.

開示する高圧蓄圧器は、オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータに接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する、自動車の高圧蓄圧器である。本高圧蓄圧器は、耐圧性を有する容器と、前記容器の内部にスライド自在に配置され、スライドする方向に当該容器の内部をオイル室とガス室とに区画するピストンと、を備えている。前記オイル室には、前記オイルポンプモータの作動に応じて貯留量が変化するオイルが貯留され、前記ガス室には、一定量のガスが貯留されている。   The disclosed high-pressure accumulator is an automobile high-pressure accumulator that is connected to an oil pump motor that functions as one of an oil pump and a hydraulic motor and stores oil and gas under pressure. The high-pressure accumulator includes a pressure-resistant container, and a piston that is slidably disposed inside the container and divides the interior of the container into an oil chamber and a gas chamber in a sliding direction. The oil chamber stores oil whose storage amount changes according to the operation of the oil pump motor, and the gas chamber stores a certain amount of gas.

そして、前記ガス室の周辺部位に、潜熱蓄熱材が設置され、前記潜熱蓄熱材の転移温度が、前記ガス室の圧縮に伴って上昇し得る温度の範囲内にあるように構成されている。   And a latent heat storage material is installed in the peripheral part of the said gas chamber, and it is comprised so that the transition temperature of the said latent heat storage material may exist in the range of the temperature which can rise with compression of the said gas chamber.

すなわち、この高圧蓄圧器によれば、オイル室のオイルの貯留量の変化に伴ってピストンがスライドし、ガス室の容量が大小に変化する。従って、ガス室の容量が急激に小さくなると、ガス室に貯留されているガスが断熱圧縮され、ガス室の温度が一気に上昇する。   That is, according to this high pressure accumulator, the piston slides with a change in the amount of oil stored in the oil chamber, and the capacity of the gas chamber changes to a large or small value. Therefore, when the capacity of the gas chamber is rapidly reduced, the gas stored in the gas chamber is adiabatically compressed and the temperature of the gas chamber rises at a stretch.

ガス室の周辺部位には、そのガス室の昇温範囲内に転移温度がある潜熱蓄熱材が設置されているので、ガスの温度変化に伴って放出される熱を、潜熱蓄熱材に蓄熱することができる。従って、熱の散逸を効果的に抑制できる。   Since the latent heat storage material having a transition temperature within the temperature rise range of the gas chamber is installed in the peripheral part of the gas chamber, the heat released with the temperature change of the gas is stored in the latent heat storage material. be able to. Therefore, heat dissipation can be effectively suppressed.

そして、潜熱蓄熱材は、転移温度の低温側では吸熱し、転移温度の高温側では放熱するため、ガス室及びその周辺部位の温度を、転移温度の前後で安定化させることができ、断熱圧縮に伴うガス室の温度変化の高低差を小さくできる（温度の平準化）。   And since the latent heat storage material absorbs heat at the low temperature side of the transition temperature and dissipates heat at the high temperature side of the transition temperature, the temperature of the gas chamber and its surrounding parts can be stabilized before and after the transition temperature, and adiabatic compression. It is possible to reduce the level difference of the temperature change of the gas chamber due to (temperature leveling).

温度の平準化により、急激な温度変化に伴う容器やピストンの熱膨張が抑制できるので、高圧蓄圧器の耐久性が向上する。   By leveling the temperature, the thermal expansion of the container and the piston accompanying a rapid temperature change can be suppressed, so that the durability of the high pressure accumulator is improved.

従って、この高圧蓄圧器によれば、回生時に生じる熱を直ぐに放熱してしまうことなく、蓄熱して長時間保持することができるので、エネルギーロスを抑制することができ、耐久性の向上も図れる。   Therefore, according to this high-pressure accumulator, heat generated during regeneration can be stored without being dissipated immediately and stored for a long time, so that energy loss can be suppressed and durability can be improved. .

例えば、前記ガス室に面する前記ピストンの表層部及び当該表層部と対向する当該ガス室の端面部の少なくもいずれか一方に、前記潜熱蓄熱材を設置するとよい。   For example, the latent heat storage material may be installed on at least one of a surface layer portion of the piston facing the gas chamber and an end surface portion of the gas chamber facing the surface layer portion.

そうすれば、ガスの温度変化を直接的に潜熱蓄熱材に伝えることができるので、効率よく蓄熱できる。   If it does so, since the temperature change of gas can be directly transmitted to a latent-heat storage material, it can store heat efficiently.

また、ガス室の周辺部位には、温度差を利用して発電する熱電素子を設置してもよい。   Moreover, you may install the thermoelectric element which produces electric power using a temperature difference in the peripheral part of a gas chamber.

そうすれば、ガス室の温度変化を利用して発電することが可能になり、熱エネルギーを電気エネルギーに変換して出力することができる。しかも、潜熱蓄熱材により、ガス室を高温で長時間安定して保持できるので、熱電素子の発電機能を効率的に発揮させることができる。   If it does so, it will become possible to generate electric power using the temperature change of a gas chamber, and heat energy can be converted into electric energy and outputted. In addition, since the gas chamber can be stably held at a high temperature for a long time by the latent heat storage material, the power generation function of the thermoelectric element can be efficiently exhibited.

更に、前記潜熱蓄熱材の転移温度は、エネルギー変換効率が極大を示す前記熱電素子のピーク温度の近傍にあるように設定するのが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the transition temperature of the latent heat storage material is set so as to be in the vicinity of the peak temperature of the thermoelectric element exhibiting the maximum energy conversion efficiency.

そうすれば、よりいっそう熱電素子の発電機能を効率的に発揮させることができるので、エネルギー回収効率を更に向上させることができる。   By doing so, the power generation function of the thermoelectric element can be more effectively exhibited, so that the energy recovery efficiency can be further improved.

このような高圧蓄圧器を用いて自動車の回生システムを構成する場合、次のようにするとよい。   When an automobile regeneration system is configured using such a high-pressure accumulator, the following is preferable.

回生システムに、上述した高圧蓄圧器と、前記熱電素子と電気的に接続された蓄電池と、前記熱電素子と前記蓄電池との間に電気的に介在する電流調整回路と、を備え、前記電流調整回路によって最大電力点追従制御を行うようにするとよい。   The regenerative system includes the high-pressure accumulator described above, a storage battery electrically connected to the thermoelectric element, and a current adjustment circuit electrically interposed between the thermoelectric element and the storage battery, and the current adjustment It is preferable to perform maximum power point tracking control by a circuit.

そうすれば、更に効率的に電力を出力できるようになるので、よりいっそうエネルギーの回収効率を向上させることができる。   If it does so, since it will become possible to output electric power still more efficiently, the recovery efficiency of energy can be improved further.

本発明の高圧蓄圧器等によれば、エネルギー回収効率に優れた自動車を提供することができる。   According to the high-pressure accumulator and the like of the present invention, it is possible to provide an automobile excellent in energy recovery efficiency.

自動車の回生システムの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the regeneration system of a motor vehicle. 高圧蓄圧器の基本構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the basic structure of a high voltage | pressure accumulator. 自動車の回生制御を説明する概略図である。（ａ）は、回生時の状態を、（ｂ）は、力行時の状態を、それぞれ示している。It is the schematic explaining the regeneration control of a motor vehicle. (A) has shown the state at the time of regeneration, (b) has shown the state at the time of power running, respectively. 回生時の高圧蓄圧器での温度変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the temperature change in the high pressure accumulator at the time of regeneration. 第１実施形態の回生システムを実装した自動車の概要を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline | summary of the motor vehicle which mounted the regeneration system of 1st Embodiment. 蓄熱型高圧蓄圧器の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of a thermal storage type high pressure accumulator. 蓄熱型高圧蓄圧器での回生時の温度変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the temperature change at the time of regeneration in a thermal storage type high pressure accumulator. 第２実施形態の回生システムを実装した自動車の概要を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline | summary of the motor vehicle which mounted the regeneration system of 2nd Embodiment. 蓄熱発電型高圧蓄圧器の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of a thermal storage power generation type high voltage | pressure accumulator. 熱電素子のエネルギー変換効率と温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the energy conversion efficiency of a thermoelectric element, and temperature. 熱電素子で得られる電力と電流との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power obtained with a thermoelectric element, and an electric current. 蓄熱型高圧蓄圧器の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of a thermal storage type high pressure accumulator.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use.

＜第１実施形態＞
（回生システムの構成）
図５に、本実施形態の回生システムＥＲＳを実装した自動車Ｃの概要を示す。なお、基本的構成は、図１に示した自動車と同じであるため、同じ機能の構成には同じ符号を用いてその説明は省略する。 <First Embodiment>
(Configuration of regenerative system)
In FIG. 5, the outline | summary of the motor vehicle C which mounted the regeneration system ERS of this embodiment is shown. Since the basic configuration is the same as that of the automobile shown in FIG. 1, the same reference numerals are used for the configurations having the same functions, and the description thereof is omitted.

この回生システムＥＲＳでは、高圧蓄圧器の構造が、高圧蓄圧器１４と異なっている（蓄熱型高圧蓄圧器４０と称する）。   In this regenerative system ERS, the structure of the high pressure accumulator is different from that of the high pressure accumulator 14 (referred to as a heat storage type high pressure accumulator 40).

図６に、その蓄熱型高圧蓄圧器４０を示す。蓄熱型高圧蓄圧器４０では、ガス室ＧＲの周辺部位に潜熱蓄熱材４１が設置されている。   FIG. 6 shows the heat storage type high pressure accumulator 40. In the heat storage type high pressure accumulator 40, a latent heat storage material 41 is installed in a peripheral region of the gas chamber GR.

具体的には、ピストン１８の内部のガス室ＧＲ側の部位（ガス室ＧＲに面しているピストン１８の表層部１８ａ）と、容器１７の端面部１７ａ（表層部１８ａと対向してガス室ＧＲに面している部位）とに潜熱蓄熱材４１が設置されている。   Specifically, a portion on the gas chamber GR side inside the piston 18 (a surface layer portion 18a of the piston 18 facing the gas chamber GR) and an end surface portion 17a of the container 17 (a gas chamber facing the surface layer portion 18a). The latent heat storage material 41 is installed on a portion facing the GR).

潜熱蓄熱材４１は、相転移にともなう潜熱を利用して蓄熱を可能にする部材である。潜熱蓄熱材４１は、転移温度以下の環境に曝されると放熱し、転移温度以上の環境に曝されると吸熱する。潜熱蓄熱材４１は、転移温度より低温では固相になり、転移温度より高温では液相になる。潜熱蓄熱材４１自体は公知であるため、その詳細な説明は省略する。   The latent heat storage material 41 is a member that makes it possible to store heat using latent heat that accompanies a phase transition. The latent heat storage material 41 dissipates heat when exposed to an environment below the transition temperature, and absorbs heat when exposed to an environment above the transition temperature. The latent heat storage material 41 becomes a solid phase at a temperature lower than the transition temperature, and becomes a liquid phase at a temperature higher than the transition temperature. Since the latent heat storage material 41 itself is known, its detailed description is omitted.

潜熱蓄熱材４１の転移温度は、ガス室ＧＲの圧縮に伴って上昇し得る温度の範囲（回生時昇温範囲）内に有るように設定されている。   The transition temperature of the latent heat storage material 41 is set so as to be within a temperature range that can be increased as the gas chamber GR is compressed (a temperature increase range during regeneration).

本回生システムＥＲＳの場合、回生時昇温範囲は、概ね、常温（平常時の温度）から１００℃までである。そのため、潜熱蓄熱材４１の素材としては、この温度範囲で容易に転移温度を設定できるパラフィン系の潜熱蓄熱材が好ましい。   In the case of this regenerative system ERS, the temperature increase range during regeneration is generally from room temperature (normal temperature) to 100 ° C. Therefore, as the raw material of the latent heat storage material 41, a paraffin-based latent heat storage material that can easily set the transition temperature in this temperature range is preferable.

上述したように、従来の高圧蓄圧器では、回生時に温度が上昇し、蓄積されるエネルギーが、放熱によって回生前よりも減少し、エネルギーロスが発生していた。   As described above, in the conventional high-pressure accumulator, the temperature rises during regeneration, and the accumulated energy is reduced by heat radiation compared to before regeneration, causing energy loss.

それに対し、この蓄熱型高圧蓄圧器４０では、潜熱蓄熱材４１をガス室ＧＲの周辺部位に設置し、その潜熱蓄熱材４１の転移温度を、回生時に変化し得る温度の範囲内に位置させている。そうすることにより、この蓄熱型高圧蓄圧器４０では、回生時にガス室ＧＲで発生する熱を、潜熱蓄熱材４１に効果的に蓄熱できる。   On the other hand, in this heat storage type high pressure accumulator 40, the latent heat storage material 41 is installed in the peripheral part of the gas chamber GR, and the transition temperature of the latent heat storage material 41 is positioned within a temperature range that can change during regeneration. Yes. By doing so, the heat storage type high pressure accumulator 40 can effectively store the heat generated in the gas chamber GR during regeneration in the latent heat storage material 41.

図７に、図４に対応した蓄熱型高圧蓄圧器４０での回生時の温度変化を例示する。ガス室ＧＲで発生した熱は潜熱蓄熱材４１に吸熱されるため、ガス室ＧＲで急激に熱が発生しても、温度は一気に上昇しない。放熱が続く間は、その熱が潜熱蓄熱材４１によって吸熱されるため、転移温度の近傍で温度が安定化する。   FIG. 7 illustrates a temperature change during regeneration in the heat storage type high pressure accumulator 40 corresponding to FIG. 4. Since the heat generated in the gas chamber GR is absorbed by the latent heat storage material 41, even if heat is suddenly generated in the gas chamber GR, the temperature does not rise at a stretch. While the heat radiation continues, the heat is absorbed by the latent heat storage material 41, so that the temperature is stabilized in the vicinity of the transition temperature.

そうして、ガス室ＧＲの温度が転移温度よりも低下する状態になると、潜熱蓄熱材４１は、放熱する。それにより、ガス室ＧＲ及びその周辺部位は、転移温度の近傍の温度で安定化した状態で長時間保持され、熱エネルギーの散逸を抑制できる。   Then, when the temperature of the gas chamber GR becomes lower than the transition temperature, the latent heat storage material 41 dissipates heat. Thereby, the gas chamber GR and its peripheral part are held for a long time in a state stabilized at a temperature near the transition temperature, and the dissipation of thermal energy can be suppressed.

従って、潜熱蓄熱材４１が機能している間に次の力行が行われた場合に、エネルギーロスを抑制することができる。   Therefore, energy loss can be suppressed when the next powering is performed while the latent heat storage material 41 is functioning.

従来の高圧蓄圧器１４のように、ガス室ＧＲの温度が急激に上昇すると、容器１７やピストン１８のその周辺部位に、熱膨張によって応力が加わる場合がある。応力が加わった状態でピストン１８がスライドすると摩耗が進んで耐久性の低下を招くおそれがある。   As in the conventional high pressure accumulator 14, when the temperature of the gas chamber GR rises rapidly, stress may be applied to the peripheral portions of the container 17 and the piston 18 due to thermal expansion. If the piston 18 slides in a state where stress is applied, the wear may progress and the durability may be reduced.

それに対し、この蓄熱型高圧蓄圧器４０では、温度変化の高低差が小さくなるので（温度の平準化）、熱膨張を抑制でき、耐久性の向上が図れる。   On the other hand, in this heat storage type high-pressure accumulator 40, since the difference in temperature change becomes small (temperature leveling), thermal expansion can be suppressed and durability can be improved.

＜第２実施形態＞
図８に、本実施形態の回生システムＥＲＳを実装した自動車Ｃの概要を示す。なお、図１に示した自動車や第１実施形態の自動車と同じ機能の構成には同じ符号を用いてその説明は省略する。 Second Embodiment
In FIG. 8, the outline | summary of the motor vehicle C which mounted the regeneration system ERS of this embodiment is shown. In addition, the same code | symbol is used for the structure of the function same as the motor vehicle shown in FIG. 1, and the motor vehicle of 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

この回生システムＥＲＳには、更に、電流調整回路５０、バッテリ５１（蓄電池の一例）などが設けられていて、高圧蓄圧器は、高圧蓄圧器１４及び蓄熱型高圧蓄圧器４０と構造の一部が異なっている（蓄熱発電型高圧蓄圧器５２と称する）。   The regenerative system ERS is further provided with a current adjustment circuit 50, a battery 51 (an example of a storage battery), and the high pressure accumulator has a part of the structure of the high pressure accumulator 14 and the heat storage type high pressure accumulator 40. They are different (referred to as a heat storage type high pressure accumulator 52).

蓄熱発電型高圧蓄圧器５２は、バッテリ５１及びＡＣＣ（アクセサリ電源）と電気的に接続されている。電流調整回路５０は、蓄熱発電型高圧蓄圧器５２とバッテリ５１及びＡＣＣとの間に電気的に接続されている。   The regenerative power generation type high-pressure accumulator 52 is electrically connected to the battery 51 and ACC (accessory power supply). The current adjustment circuit 50 is electrically connected between the regenerative power generation type high-pressure accumulator 52, the battery 51, and the ACC.

図９に、蓄熱発電型高圧蓄圧器５２を示す。この蓄熱発電型高圧蓄圧器５２では、ガス室ＧＲに面しているピストン１８の表層部１８ａに潜熱蓄熱材４１が設置され、容器１７の端面部１７ａに熱電素子５３が設置されている。   FIG. 9 shows a heat storage power generation type high-pressure accumulator 52. In the heat storage power generation type high pressure accumulator 52, the latent heat storage material 41 is installed on the surface layer portion 18 a of the piston 18 facing the gas chamber GR, and the thermoelectric element 53 is installed on the end surface portion 17 a of the container 17.

熱電素子５３は、温度差を利用して発電する機能を有している。すなわち、温度差を与えることで電位差を生じる熱電素子材料を用いることにより、いわゆるゼーベック効果によって起電力を発生させる。   The thermoelectric element 53 has a function of generating power using a temperature difference. That is, an electromotive force is generated by a so-called Seebeck effect by using a thermoelectric element material that generates a potential difference by giving a temperature difference.

熱電素子５３それ自体の構造は公知であるため、ここでは詳しい説明は省略する。ただし、本回生システムＥＲＳの場合、熱電素子材料としては、元素としてビスマス及びテルルを含むビスマス・テルル系の材料が好ましい。   Since the structure of the thermoelectric element 53 itself is known, detailed description thereof is omitted here. However, in the case of this regenerative system ERS, the thermoelectric element material is preferably a bismuth-tellurium-based material containing bismuth and tellurium as elements.

後述するように、熱電素子５３は、−２０℃や８０℃等、マイナス温度域及びプラス温度域の双方にわたって常温近くで用いられる。それに対し、ビスマス・テルル系の熱電素子材料は、この温度域に適しているため、優れた発電性能を発揮させることができる。   As will be described later, the thermoelectric element 53 is used near normal temperature over both the minus temperature range and the plus temperature range, such as −20 ° C. and 80 ° C. On the other hand, bismuth-tellurium-based thermoelectric element materials are suitable for this temperature range, and thus can exhibit excellent power generation performance.

更に、熱電素子材料及び潜熱蓄熱材４１の素材は、双方の特性を考慮して選択して使用するのが好ましい。具体的には、熱電素子５３のエネルギー変換効率が最大となる温度に対応させて潜熱蓄熱材４１の転移温度を設定する。   Furthermore, it is preferable to select and use the thermoelectric element material and the raw material of the latent heat storage material 41 in consideration of both characteristics. Specifically, the transition temperature of the latent heat storage material 41 is set in correspondence with the temperature at which the energy conversion efficiency of the thermoelectric element 53 is maximized.

図１０に、熱電素子５３のエネルギー変換効率と温度との関係を示す。熱電素子５３は、その構造上、エネルギー変換効率が、温度によって変化し、個々の熱電素子材料で、極大を示すピーク温度ＴＰｍａｘが存在する。 FIG. 10 shows the relationship between the energy conversion efficiency of the thermoelectric element 53 and the temperature. The thermoelectric element 53 has a structure in which the energy conversion efficiency varies depending on the temperature, and there is a peak temperature T Pmax indicating a maximum in each thermoelectric element material.

従って、潜熱蓄熱材４１の転移温度を、このピーク温度ＴＰｍａｘの近傍に設定すれば、熱電素子５３の温度をピーク温度ＴＰｍａｘの近傍で長時間保持できるようになるので、高いエネルギー変換効率で長時間発電することが可能になる。 Accordingly, if the transition temperature of the latent heat storage material 41 is set in the vicinity of the peak temperature T Pmax , the temperature of the thermoelectric element 53 can be maintained in the vicinity of the peak temperature T Pmax for a long time, so that the energy conversion efficiency is high. It is possible to generate electricity for a long time.

本回生システムＥＲＳの場合であれば、例えば、潜熱蓄熱材４１の転移温度が、ピーク温度ＴＰｍａｘ±２０℃の範囲内にあるように設定すればよい（図７参照）。 In the case of this regenerative system ERS, for example, the transition temperature of the latent heat storage material 41 may be set so as to be within the range of the peak temperature T Pmax ± 20 ° C. (see FIG. 7).

熱電素子５３は、その温度差を受容する一対の作用面の一方を、ガス室ＧＲに向けて設置されている。ガス室ＧＲに向く作用面は、ガス室ＧＲに露出していなくてもよいが、その場合は、ガス室ＧＲの近傍に配置するのが好ましい。   The thermoelectric element 53 is installed with one of a pair of working surfaces that accept the temperature difference facing the gas chamber GR. The working surface facing the gas chamber GR may not be exposed to the gas chamber GR, but in that case, it is preferably disposed in the vicinity of the gas chamber GR.

熱電素子５３で発生する起電力を出力する各々の一対の導出配線ｔ１，ｔ２は、端面部１７ａに開口する貫通孔５５を通じて、蓄熱発電型高圧蓄圧器５２の外部に導出されている。導出配線ｔ１，ｔ２が挿通された貫通孔５５は、封止部材５６によって密閉されている。なお、導出配線ｔ１，ｔ２は、中継端子を介して蓄熱発電型高圧蓄圧器５２の外部と電気的に接続してもよい。   Each pair of lead-out wirings t1 and t2 for outputting the electromotive force generated in the thermoelectric element 53 is led out of the regenerative power generation type high-pressure accumulator 52 through a through hole 55 opened in the end face portion 17a. The through hole 55 through which the lead-out wirings t1 and t2 are inserted is sealed by a sealing member 56. The lead-out wirings t1 and t2 may be electrically connected to the outside of the regenerative power generation type high-pressure accumulator 52 through a relay terminal.

蓄熱発電型高圧蓄圧器５２から引き出された各導出配線ｔ１，ｔ２は、電流調整回路５０に接続されている。電流調整回路５０は、最大電力点追従制御を行う機能を有している。最大電力点追従制御は、変動する熱電素子５３の起電力に対して最大の発電量が得られるように、電気的動作点を調整する。   The lead-out wirings t1 and t2 drawn from the regenerative power generation type high-pressure accumulator 52 are connected to the current adjustment circuit 50. The current adjustment circuit 50 has a function of performing maximum power point tracking control. In the maximum power point tracking control, the electrical operating point is adjusted so that the maximum power generation amount can be obtained with respect to the fluctuating electromotive force of the thermoelectric element 53.

図１１に、熱電素子５３で得られる電力と電流との関係を示す。熱電素子５３では、熱電素子材料を流れる電流の増加に伴って電気抵抗が増加するため、得られる電力にはピークが存在する。そこで、この電流調整回路５０において、そのピークを示す最大電力点で熱電素子５３が動作するように、最大電力点追従制御が行われる。   FIG. 11 shows the relationship between electric power and current obtained by the thermoelectric element 53. In the thermoelectric element 53, the electric resistance increases as the current flowing through the thermoelectric element material increases, so that there is a peak in the obtained electric power. Therefore, in this current adjustment circuit 50, maximum power point tracking control is performed so that the thermoelectric element 53 operates at the maximum power point indicating the peak.

電流調整回路５０で出力調整が行われた起電力は、バッテリ５１やＡＣＣに送電される。   The electromotive force whose output is adjusted by the current adjustment circuit 50 is transmitted to the battery 51 and the ACC.

なお、本発明にかかる高圧蓄圧器等は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。   In addition, the high pressure accumulator etc. concerning this invention are not limited to embodiment mentioned above, The other various structure is included.

例えば、潜熱蓄熱材４１は、必ずしも表層部１８ａや端面部１７ａに設置する必要はない。表層部１８ａだけ、あるいは端面部１７ａだけに設置してもよい。要は、温度変化を生じるガス室ＧＲの周辺部位に潜熱蓄熱材４１が設置されていればよい。   For example, the latent heat storage material 41 is not necessarily installed on the surface layer portion 18a or the end surface portion 17a. You may install only in the surface layer part 18a or only the end surface part 17a. In short, the latent heat storage material 41 should just be installed in the peripheral part of the gas chamber GR which produces a temperature change.

図１２に示すように、容器１７の内部でなく、容器１７の外部におけるガス室ＧＲの外周部分に潜熱蓄熱材４１を設置してもよい。潜熱蓄熱材４１の周囲を覆っているのは、断熱材である。   As shown in FIG. 12, the latent heat storage material 41 may be installed not on the inside of the container 17 but on the outer peripheral portion of the gas chamber GR outside the container 17. It is the heat insulating material that covers the periphery of the latent heat storage material 41.

熱電素子５３も同様に、必ずしも表層部１８ａや端面部１７ａに設置する必要はなく、温度変化を生じるガス室ＧＲの周辺部位に設置されていればよい。   Similarly, the thermoelectric element 53 is not necessarily installed on the surface layer portion 18a or the end surface portion 17a, and may be installed at a peripheral portion of the gas chamber GR that causes a temperature change.

１３ オイルポンプモータ
１５ 低圧リザーバ
１７ 容器
１８ ピストン
４０ 蓄熱型高圧蓄圧器
４１ 潜熱蓄熱材
Ｃ 自動車
ＥＲＳ 回生システム
ＯＲ オイル室
ＧＲ ガス室 13 Oil pump motor 15 Low pressure reservoir 17 Container 18 Piston 40 Thermal storage type high pressure accumulator 41 Latent heat storage material C Automobile ERS regeneration system OR Oil chamber GR Gas chamber

Claims (5)

オイルポンプ及び油圧モータのいずれか一方として機能するオイルポンプモータに接続され、加圧下でオイル及びガスを貯留する、自動車の高圧蓄圧器であって、
耐圧性を有する容器と、
前記容器の内部にスライド自在に配置され、スライドする方向に当該容器の内部をオイル室とガス室とに区画するピストンと、
を備え、
前記オイル室には、前記オイルポンプモータの作動に応じて貯留量が変化するオイルが貯留され、前記ガス室には、一定量のガスが貯留され、
前記ガス室の周辺部位に、潜熱蓄熱材が設置され、
前記潜熱蓄熱材の転移温度が、前記ガス室の圧縮に伴って上昇し得る温度の範囲内にある高圧蓄圧器。 A high-pressure accumulator for an automobile that is connected to an oil pump motor that functions as one of an oil pump and a hydraulic motor and stores oil and gas under pressure,
A container having pressure resistance;
A piston that is slidably disposed within the container, and that divides the interior of the container into an oil chamber and a gas chamber in a sliding direction;
With
In the oil chamber, oil whose storage amount changes according to the operation of the oil pump motor is stored, and in the gas chamber, a certain amount of gas is stored,
A latent heat storage material is installed around the gas chamber,
A high pressure accumulator in which a transition temperature of the latent heat storage material is within a temperature range that can be increased with compression of the gas chamber. 請求項１に記載の高圧蓄圧器において、
前記ガス室に面する前記ピストンの表層部及び当該表層部と対向する当該ガス室の端面部の少なくもいずれか一方に、前記潜熱蓄熱材が設置されている高圧蓄圧器。 The high pressure accumulator according to claim 1,
A high-pressure accumulator in which the latent heat storage material is installed in at least one of a surface layer portion of the piston facing the gas chamber and an end surface portion of the gas chamber facing the surface layer portion. 請求項１に記載の高圧蓄圧器において、
前記ガス室の周辺部位に、温度差を利用して発電する熱電素子が設置されている高圧蓄圧器。 The high pressure accumulator according to claim 1,
A high-pressure accumulator in which a thermoelectric element that generates power using a temperature difference is installed in a peripheral portion of the gas chamber. 請求項３に記載の高圧蓄圧器において、
前記潜熱蓄熱材の転移温度が、更に、エネルギー変換効率が極大を示す前記熱電素子のピーク温度の近傍にある高圧蓄圧器。 The high pressure accumulator according to claim 3,
The high-pressure accumulator in which the transition temperature of the latent heat storage material is further in the vicinity of the peak temperature of the thermoelectric element at which the energy conversion efficiency is maximum. 自動車の回生システムであって、
請求項３又は請求項４に記載された高圧蓄圧器と、
前記熱電素子と電気的に接続された蓄電池と、
前記熱電素子と前記蓄電池との間に電気的に介在する電流調整回路と、
を備え、
前記電流調整回路によって最大電力点追従制御が行われる回生システム。 An automobile regeneration system,
A high pressure accumulator according to claim 3 or claim 4;
A storage battery electrically connected to the thermoelectric element;
A current adjusting circuit electrically interposed between the thermoelectric element and the storage battery;
With
A regeneration system in which maximum power point tracking control is performed by the current adjustment circuit.
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