JP2016177971A - On-vehicle battery pack cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池容量の異なる２つの電池パックにそれぞれ対応する２つの冷却装置を備える電池パックの車載冷却システムに関し、特に、冷却装置のフィルタの詰まり量を推定する車載電池パックの冷却システムに関する。 The present invention relates to an in-vehicle battery pack cooling system including two cooling devices respectively corresponding to two battery packs having different battery capacities, and more particularly to an in-vehicle battery pack cooling system for estimating a clogging amount of a filter of the cooling device.
電気自動車やハイブリッド自動車においては、モータに電力を供給する電池パックが搭載されている。電池パックは充放電によって発熱し、高温になると電池パックの出力特性が低下してしまう。そこで、車室から取り込んだ空気を電池パックに供給して電池パックを冷却する冷却装置が設けられている。この冷却装置は、車室から電池パックに空気を供給するダクトと、このダクト内に設けられたフィルタと、車室内の空気を吸引する冷却ファン等から構成されている。 An electric vehicle or a hybrid vehicle is equipped with a battery pack that supplies electric power to the motor. The battery pack generates heat due to charging / discharging, and the output characteristics of the battery pack deteriorate when the temperature becomes high. Therefore, a cooling device is provided that cools the battery pack by supplying air taken from the passenger compartment to the battery pack. This cooling device includes a duct that supplies air from the passenger compartment to the battery pack, a filter provided in the duct, a cooling fan that sucks air in the passenger compartment, and the like.
車室内の空気を吸引する際に、車室内の埃や異物も吸引してしまうことがあり、これらはダクト内のフィルタによって捕獲される。捕獲される埃や異物の量が増加するとフィルタが詰まり、電池パックへの冷却空気量が制限されて冷却性能が低下してしまう。このため、フィルタの詰まり量を検出する検出手段が知られている。 When sucking air in the passenger compartment, dust and foreign matter in the passenger compartment may also be sucked, and these are captured by a filter in the duct. When the amount of dust and foreign matter to be captured increases, the filter is clogged, and the amount of cooling air to the battery pack is limited, resulting in a decrease in cooling performance. For this reason, detection means for detecting the amount of filter clogging is known.
また、冷却性能の低下として冷却ファンの異常を検出する技術も知られている。この技術は、電池パックの上流側及び下流側にそれぞれ接続されるダクトに、これらダクト内の温度を検出する温度センサをそれぞれ設けて、これら温度センサによる検出温度の温度差が所定値よりも小さい場合には、ダクト内に冷却空気が流通してないと判断して、冷却ファンが異常であると判断している（例えば、特許文献１参照）。 A technique for detecting an abnormality of a cooling fan as a decrease in cooling performance is also known. In this technique, temperature sensors for detecting temperatures in the ducts are provided in ducts connected to the upstream side and the downstream side of the battery pack, respectively, and the temperature difference between the detected temperatures by these temperature sensors is smaller than a predetermined value. In this case, it is determined that the cooling air is not flowing in the duct, and it is determined that the cooling fan is abnormal (see, for example, Patent Document 1).
車両の構成部品の配置関係等により電池パックの搭載位置が限られる場合や、大容量の電池パックを搭載する場合には、電池パックは電池容量の異なる複数の電池パックに分割されて車両に搭載されることがある。例えば、２つに分割された電池パックにはそれぞれ冷却装置が必要になり、フィルタ詰まり量検出手段も各冷却装置に対応してそれぞれ設ける必要がある。しかし、フィルタ詰まり量検出手段を各冷却装置にそれぞれ設ける場合には、冷却装置の数だけフィルタ詰まり量検出手段が必要になりコストアップになる。 When the mounting position of the battery pack is limited due to the arrangement of the vehicle components or when a large capacity battery pack is mounted, the battery pack is divided into multiple battery packs with different battery capacities and mounted on the vehicle. May be. For example, each of the battery packs divided into two requires a cooling device, and it is necessary to provide filter clogging amount detection means corresponding to each cooling device. However, when the filter clogging amount detecting means is provided in each cooling device, the filter clogging amount detecting means is required by the number of the cooling devices, resulting in an increase in cost.
そこで、本発明では、１つのフィルタ詰まり量検出手段によって、フィルタ詰まり量検出手段を備えていない冷却装置のフィルタ詰まり量を推定でき、この検出手段の数を増加することなくコストを低減することができる車載電池パックの冷却システムを提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, the filter clogging amount of the cooling device that does not include the filter clogging amount detection means can be estimated by one filter clogging amount detection means, and the cost can be reduced without increasing the number of detection means. An object of the present invention is to provide a cooling system for a vehicle battery pack that can be mounted.
本発明の電池パックの冷却システムは、電池パックの電力により走行するＣＤモードと、電池パックの電力及びエンジンの駆動力により走行するＣＳモードとを有する車載電池パックの冷却システムであって、第１電池パックと、車内の空気を第１電池パックに導く第１吸気ダクトと、第１吸気ダクトに空気を取り込む第１冷却ファンと、第１吸気ダクトの内部に設けられた第１フィルタと、第１吸気ダクトに取り込まれる空気温度を検出する吸気温度センサとを有する第１冷却装置と、第１電池パックより電池容量が大きい第２電池パックと、車内の空気を第２電池パックに導く第２吸気ダクトと、第１冷却ファンよりも大量の空気を第２吸気ダクトに取り込む第２冷却ファンと、第２吸気ダクトの内部に設けられた第２フィルタとを有する第２冷却装置と、第１冷却装置において、第１吸気温度センサの検出温度及び第１電池パック温度を用いて冷却性能を算出し、第１フィルタの詰まり量に応じて冷却性能が低下する特性に基づいて第１フィルタの詰まり量を算出する第１フィルタ詰まり量算出手段と、ＣＳモードに対するＣＤモードの使用頻度が所定値以上である場合、第１フィルタ詰まり量算出手段により算出された第１フィルタの詰まり量に、第１電池パックと第２電池パックとの電池容量の差に基づき設定された所定係数を乗算して第２フィルタの詰まり量を推定する第２フィルタ詰まり量推定手段と、を備えることを特徴とする。 A cooling system for a battery pack according to the present invention is a cooling system for an in-vehicle battery pack having a CD mode that travels by the power of the battery pack and a CS mode that travels by the power of the battery pack and the driving force of the engine. A battery pack, a first air intake duct that guides air in the vehicle to the first battery pack, a first cooling fan that takes air into the first air intake duct, a first filter provided in the first air intake duct, A first cooling device having an intake air temperature sensor for detecting an air temperature taken into one intake duct, a second battery pack having a larger battery capacity than the first battery pack, and a second for guiding air in the vehicle to the second battery pack. An intake duct, a second cooling fan that takes a larger amount of air into the second intake duct than the first cooling fan, and a second filter provided in the second intake duct In the second cooling device and the first cooling device, the cooling performance is calculated using the detection temperature of the first intake air temperature sensor and the first battery pack temperature, and the cooling performance is reduced according to the clogging amount of the first filter. The first filter clogging amount calculating means for calculating the clogging amount of the first filter based on the first filter clogging amount, and the first filter clogging amount calculating means calculated by the first filter clogging amount calculating means when the frequency of use of the CD mode with respect to the CS mode is a predetermined value or more. Second filter clogging amount estimating means for estimating the clogging amount of the second filter by multiplying the clogging amount of the filter by a predetermined coefficient set based on the difference in battery capacity between the first battery pack and the second battery pack; It is characterized by providing.
本発明によれば、１つのフィルタ詰まり検出手段によって、フィルタ詰まり量検出手段を備えていない冷却装置のフィルタ詰まりを推定でき、この検出手段の数を増加することなくコストを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the filter clogging of the cooling device not provided with the filter clogging amount detecting means by one filter clogging detecting means, and it is possible to reduce the cost without increasing the number of detecting means.
最初に、本発明の実施形態１について説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両１の車室には運転席２、助手席３及び後部座席４が配置されている。後部座席４の後方には、図示しないモータジェネレータに電力を供給する第１電池パック１１と第２電池パック２１とが配置されている。第１電池パック１１及び第２電池パック２１の近傍には、第１電池パック１１及び第２電池パック２１を冷却する冷却システム５が備えられている。冷却システム５は、第１電池パック１１及び第２電池パック２１に冷却空気をそれぞれ供給する第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２と、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２を制御する制御部３０とを備えている。
First,
第１電池パック１１と第１冷却装置１２は、ハイブリッド車両１の右側、すなわち、運転席２側に配置されている。また、第１電池パック１１と第１冷却装置１２は、図示しないダクトで接続されており、第１冷却装置１２からの冷却空気が第１電池パック１１に供給される。第１電池パック１１は、多数の電池セルが積層されて構成されており、第１電池パック１１にはこの第１電池パック１１の温度を検出する第１電池温度センサ１１ａが設けられている。
The first battery pack 11 and the
第１冷却装置１２は、一端が第１電池パック１１に接続して他端が車室内に開口する第１吸気ダクト１３と、この第１吸気ダクト１３内に設けられて埃や異物を捕獲する第１フィルタ１４と、第１電池パック１１に冷却空気を供給する第１冷却ファン１５とを備えている。第１冷却ファン１５は、駆動時には一定の回転数で駆動され、駆動時の回転数を検出する第１回転数センサ１５ａを備えている。
The
第１吸気ダクト１３において、第１フィルタ１４は第１冷却ファン１５の上流側に設けられており、第１フィルタ１４は、第１吸気ダクト１３に対して着脱可能であり交換できるようになっている。また、第１冷却ファン１５の下流側には第１電池パック１１に供給される空気温度を検出する吸気温度センサ１６が設けられている。
In the
第２電池パック２１と第２冷却装置２２は、ハイブリッド車両１の左側、すなわち、助手席３側に配置されている。また、第２電池パック２１と第２冷却装置２２は、図示しないダクトで接続されており、第２冷却装置２２からの冷却空気が第２電池パック２１に供給される。第２電池パック２１は、第１電池パック１１に対してその電池セルの数が異なっており、例えば、第２電池パック２１は第１電池パック１１の電池セルの３倍の数の電池セルを有している。すなわち、第２電池パック２１は、第１電池パック１１の電池容量の３倍の電池容量を有している。第２電池パック２１には、この第２電池パック２１の温度を検出する第２電池温度センサ２１ａが設けられている。
The
第２冷却装置２２は、第１冷却装置１２と同様に、一端が第２電池パック２１に接続して他端が車室内に開口する第２吸気ダクト２３と、この第２吸気ダクト２３内に設けられて埃や異物を捕獲する第２フィルタ２４と、第２電池パック２１に冷却空気を供給する第２冷却ファン２５とを備えている。
Similarly to the
第２冷却ファン２５は、第１冷却ファン１５に対して３倍の送風性能（送風量）を有している。すなわち、第２冷却ファン２５は第１冷却ファン１５の３倍の回転数で駆動する。第２冷却ファン２５は、駆動時には一定の回転数で駆動され、駆動時の回転数を検出する第２回転数センサ２５ａを備えている。
The
第２吸気ダクト２３及び第２フィルタ２４は、第１吸気ダクト１３及び第１フィルタ１４と同じ構成であり、第２フィルタ２４は、第２吸気ダクト２３に対して着脱可能で交換できるようになっている。
The
第１冷却ファン１５及び第２冷却ファン２５は制御部３０からの信号によって駆動を制御される。制御部３０には、第１電池パック１１の第１電池温度センサ１１ａ、第１回転数センサ１５ａ、吸気温度センサ１６、また、第２電池パック２１の第２電池温度センサ２１ａ、第２回転数センサ２５ａ等が接続されており、これらからの検出値が入力される。制御部３０は、これらの検出値に基づいて第１冷却ファン１５及び第２冷却ファン２５の駆動を制御する。
The driving of the
制御部３０は、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２の冷却性能を算出するための電池パック温度に対する内部抵抗Ｒの値をマップ化した各種データ等を予め記憶しているメモリ３１と、入力される検出値やメモリ３１に記憶されている各種データ等に基づいて第１フィルタ１４の詰まり量を算出する第１フィルタ詰まり量算出手段としての機能と、第２フィルタ２４の詰まり量を推定する第２フィルタ詰まり量推定手段としての機能とを有するＣＰＵ３２を備えている。ＣＰＵ３２による第１フィルタ詰まり量算出手段としての機能及び第２フィルタ詰まり量推定手段としての機能の詳細については後述する。
The
ハイブリッド車両１は、第１電池パック１１及び第２電池パック２１の充電状態が所定値より高い場合には第１電池パック１１及び第２電池パック２１の電力を使用してモータを駆動して走行するＣＤモード（Ｃｈａｒｇｅ Ｄｅｐｌｅｔｉｎｇ）と、第１電池パック１１及び第２電池パック２１の充電状態が所定値以下の場合には第１電池パック１１及び第２電池パック２１の電力を使用するモータとエンジンとを併用してハイブリッド走行するＣＳモード（Ｃｈａｒｇｅ Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ）とを使い分けている。
When the state of charge of the first battery pack 11 and the
第１電池パック１１及び第２電池パック２１の充放電の制御やモータジェネレータの駆動制御は専用のＭ／Ｇ制御部４０により行われている。Ｍ／Ｇ制御部４０では、第１電池パック１１及び第２電池パック２１からモータジェネレータに出力される出力電流を検出しており、また、ＣＤモードとＣＳモードとの単位時間あたりの比率を算出している。この検出した出力電流値や、算出されたＣＤモード／ＣＳモードの比率は制御部３０に出力される。なお、ＣＤモードはいわゆるＥＶモードに相当し、ＣＳモードはＨＶモードに相当する。
The charge / discharge control of the first battery pack 11 and the
次に、第１電池パック１１及び第２電池パック２１の冷却時における第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量の算出、推定について説明する。第１電池パック１１及び第２電池パック２１は充放電によって発熱し、高温になると第１電池パック１１及び第２電池パック２１の出力特性が低下してしまうので、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２によって車室から取り込んだ冷却空気を第１電池パック１１及び第２電池パック２１に供給して第１電池パック１１及び第２電池パック２１を冷却している。
Next, calculation and estimation of the clogging amounts of the
まず、第１電池パック１１の冷却について説明する。制御部３０は、第１電池温度センサ１１ａから第１電池パック１１の温度を取得して、第１電池温度センサ１１ａが検出した温度と、制御部３０が記憶している第１電池パック１１を冷却する必要があるかどうかを判断する冷却判断温度ＴＡ１とを比較する。第１電池温度センサ１１ａが検出した温度が冷却判断温度ＴＡ１以上であれば第１冷却ファン１５を駆動する。
First, cooling of the first battery pack 11 will be described. The
また、第２電池パック２１に対しても同様に、第２電池温度センサ２１ａが検出した温度と、制御部３０が記憶している第２電池パック２１を冷却する必要があるかどうかを判断する冷却判断温度ＴＡ２とを比較して、第２電池温度センサ２１ａが検出した温度が冷却判断温度ＴＡ２以上であれば、第２冷却ファン２５を駆動する。なお、第１冷却ファン１５及び第２冷却ファン２５は、いずれか一方が駆動すると他方も駆動するように両方同時に駆動してもよい。
Similarly, for the
第１冷却ファン１５及び第２冷却ファン２５が駆動されると、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２における第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量の推定が開始される。制御部３０は、所定の制御周期ｄＴ毎に図３、４に示すフローチャートの処理を実行する。すなわち、制御部３０は、この制御周期ｄＴ毎に第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量を推定する。
When the
ここで、第１フィルタ１４の詰まり量と第１冷却装置１２の冷却性能との関係について説明する。第１冷却装置１２の冷却性能とは、第１冷却ファン１５による第１電池パック１１への冷却空気の供給量によって決まる性能であり、第１冷却ファン１５は、駆動時には一定の回転数で駆動されるので、この回転数により供給される冷却空気の供給量によって決定される。
Here, the relationship between the clogging amount of the
図２に示すように、第１フィルタ１４が埃や異物等により詰まり始めると、第１冷却ファン１５による冷却空気の第１電池パック１１への供給量が減少し、第１冷却装置１２の冷却性能が低下する。すなわち、第１フィルタ１４の詰まり量と第１冷却装置１２の冷却性能とは密接に関連しているので、第１冷却装置１２の冷却性能の低下を算出することで、第１フィルタ１４の詰まり量を推定することができる。
As shown in FIG. 2, when the
そして、実施形態１では、第１冷却装置１２における第１フィルタ１４の詰まり量を推定し、この第１フィルタ１４の詰まり量に対して、第１電池パック１１、第２電池パック２１、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２の構造上の違い等に基づく後述する所定係数Ｇ１，Ｇ２を乗算することによって、第２冷却装置２２における第２フィルタ２４の詰まり量を推定する。
In the first embodiment, the clogging amount of the
次に図３、４に示すフローチャートに基づき、第１フィルタ１４の詰まり量を算出する第１フィルタ詰まり量算出手段の制御を説明し、その後、第２フィルタ２４の詰まり量を推定する第２フィルタ詰まり量推定手段の制御を説明する。最初に第１冷却装置１２における第１フィルタ１４の詰まり量を算出する。ステップＳ１０において、第１電池温度センサ１１ａ、第１回転数センサ１５ａ、吸気温度センサ１６、Ｍ／Ｇ制御部４０からの第１電池パック１１の出力電流の検出結果を取得して、ステップＳ１１に進む。
Next, the control of the first filter clogging amount calculating means for calculating the clogging amount of the
ステップＳ１１では、第１電池温度センサ１１ａの検出温度ＴＢ１（℃）に基づいて、第１電池パック１１の内部抵抗Ｒ１を算出する。すなわち、制御部３０のメモリ３１に記憶されている、第１電池パック１１の温度に対する内部抵抗Ｒ１のマップに基づいて、現在の検出温度ＴＢ１に対応する内部抵抗Ｒ１を算出してステップＳ１２に進む。
In step S11, the internal resistance R1 of the first battery pack 11 is calculated based on the detected temperature TB1 (° C.) of the first
ステップＳ１２では、第１電池パック１１の発熱量ＨＷ［Ｗ］を、次の（式１）に基づいて算出してステップＳ１３に進む。（式１）において、「Ｉ」は第１電池パック１１の出力電流であり、Ｍ／Ｇ制御部４０から制御部３０に入力される。
In step S12, the heat generation amount HW [W] of the first battery pack 11 is calculated based on the following (Equation 1), and the process proceeds to step S13. In (Formula 1), “I” is an output current of the first battery pack 11 and is input from the M /
（式１） 発熱量ＨＷ＝Ｉ２×内部抵抗Ｒ１ (Formula 1) Calorific value HW = I 2 × Internal resistance R1
ステップＳ１３では、第１冷却装置１２の冷却性能ＣＷ［Ｗ］を次の（式２）に基づいて算出してステップＳ１４に進む。（式２）において、Ｋは既定の定数であり、予めメモリ３１に記憶されている。また、吸気温度ＴＣ１（℃）は吸気温度センサ１６によって検出される。ファン風量［ｍ３／ｈ］は次の（式３）で算出される。（式３）において、αは既定の係数であり、予めメモリ３１に記憶されている。ファン回転数Ｎ１は第１回転数センサ１５ａによって検出される。
In step S13, the cooling performance CW [W] of the
（式２） 冷却性能ＣＷ＝（検出温度ＴＢ１−吸気温度ＴＣ１）×Ｋ×ファン風量 (Formula 2) Cooling performance CW = (detection temperature TB1-intake air temperature TC1) × K × fan air volume
（式３） ファン風量＝α×ファン回転数Ｎ１ (Formula 3) Fan airflow = α × fan rotation speed N1
よって、（式２）と（式３）から冷却性能ＣＷは次の（式４）で算出される。（式４）に示すように、第１電池パック１１の検出温度ＴＢ１と吸気温度ＴＣ１の差に、既定の定数（Ｋ×α）とファン回転数Ｎ１を乗じることによって冷却性能ＣＷが得られる。 Therefore, the cooling performance CW is calculated by the following (Expression 4) from (Expression 2) and (Expression 3). As shown in (Formula 4), the cooling performance CW is obtained by multiplying the difference between the detected temperature TB1 of the first battery pack 11 and the intake air temperature TC1 by a predetermined constant (K × α) and the fan rotational speed N1.
（式４） 冷却性能ＣＷ＝（検出温度ＴＢ１−吸気温度ＴＣ１）×Ｋ×α×ファン回転数Ｎ１ (Equation 4) Cooling performance CW = (detection temperature TB1-intake air temperature TC1) × K × α × fan rotation speed N1
ステップＳ１４では、第１電池パック１１の推定温度ＴＳ１を次の（式５）に基づいて算出してステップＳ１５に進む。（式５）において、「前回の推定温度ＴＳ１」とは、１回前の制御周期において算出した推定温度である。また、γは第１電池パック１１の熱容量の逆数である。ｄＴは制御周期（温度推定の周期）である。 In step S14, the estimated temperature TS1 of the first battery pack 11 is calculated based on the following (formula 5), and the process proceeds to step S15. In (Formula 5), “previously estimated temperature TS1” is an estimated temperature calculated in the previous control cycle. Γ is the reciprocal of the heat capacity of the first battery pack 11. dT is a control period (temperature estimation period).
（式５） 推定温度ＴＳ１＝前回の推定温度ＴＳ１＋γ×（発熱量ＨＷ１−冷却性能ＣＷ１）×ｄＴ (Expression 5) Estimated temperature TS1 = Previous estimated temperature TS1 + γ × (heat generation amount HW1−cooling performance CW1) × dT
ステップＳ１５では、（式５）で得られた推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１（第１電池パック１１の実際の温度）との温度差を算出して、この温度差に応じて第１冷却装置１２の冷却性能を判断してステップＳ１６に進む。
In step S15, a temperature difference between the estimated temperature TS1 obtained in (Equation 5) and the detected temperature TB1 (actual temperature of the first battery pack 11) is calculated, and the
ステップＳ１５においては、検出温度ＴＢ１から推定温度ＴＳ１を引いたときの温度差が大きいほど第１冷却装置１２の冷却性能が低下していると判断する。すなわち、第１フィルタ１４に詰まりがなく、第１冷却ファン１５による冷却空気の供給が第１フィルタ１４に遮られずに、第１冷却装置１２の冷却性能が通常通りに発揮されれば、第１電池パック１１の検出温度ＴＢ１は推定温度ＴＳ１と略同じ温度になり、推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１との温度差は略０になる。
In step S15, it is determined that the cooling performance of the
一方、第１フィルタ１４が埃や異物によって詰まり始めると、第１冷却ファン１５による冷却空気の供給が遮られて、冷却空気の第１電池パック１１への供給量が減少して第１冷却装置１２の冷却性能が低下し、推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１との温度差が広がり始める。このため、推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１との温度差に基づいて第１冷却装置１２の冷却性能を判断することができる。
On the other hand, when the
ステップＳ１６では、推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１との温度差に基づき第１フィルタ１４の詰まり量を算出してステップＳ１７に進む。上述したように、推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１との温度差は第１冷却装置１２の冷却性能の低下に相当する。このため、図２に示すように、フィルタ詰まり量と第１冷却装置１２の冷却性能の低下とは、第１フィルタ１４が詰まるほど第１冷却装置１２の冷却性能が低下する関係であるので、冷却性能の低下（推定温度ＴＳ１と検出温度ＴＢ１との温度差）に応じて、第１フィルタ１４の詰まり量を算出することができる。
In step S16, the clogging amount of the
ステップＳ１７では、ステップＳ１６で算出した第１フィルタ１４の詰まり量と、第１フィルタ１４の詰まり状態を判断するための所定のしきい値とを比較する。図２に示すように、しきい値は、第１フィルタ１４が詰まって、第１フィルタ１４の掃除や交換が必要であるかどうかを判断するための値である。
In step S17, the clogging amount of the
第１フィルタ１４の詰まり量がしきい値以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１８に進み、ステップＳ１８では、第１フィルタ１４が所定量詰まっている旨の表示を行い、第１フィルタ１４の清掃や交換を促す。
If the clogging amount of the
また、ステップＳ１８において、第１フィルタ１４の詰まり量がしきい値以上の場合には、第２冷却装置２２における第２フィルタ２４の詰まり量も推定する。第２冷却装置２２の第２吸気ダクト２３及び第２フィルタ２４は、第１冷却装置１２の第１吸気ダクト１３及び第１フィルタ１４と同じ構成であり、第２冷却装置２２の第２冷却ファン２５は第１冷却装置１２の第１冷却ファン１５の３倍の回転数で駆動するので、第２冷却装置２２の第２フィルタ２４には大量の冷却空気が供給されている。このため、第１冷却装置１２の第１フィルタ１４の詰まり量がしきい値以上の場合には、第２冷却装置２２の第２フィルタ２４の詰まり量もしきい値以上の詰まり量であると推定する。そして、第１フィルタ１４と同様に第２フィルタ２４も所定量詰まっている旨の表示を行い、第２フィルタ２４の清掃や交換を促す。
In step S18, when the clogging amount of the
一方、第１フィルタ１４の詰まり量がしきい値より低い場合（ＮＯ）には、図４に示すステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、Ｍ／Ｇ制御部４０からＣＤモード／ＣＳモードの比率を取得してステップＳ２１に進む。
On the other hand, when the clogging amount of the
ステップＳ２１では、ＣＤモードの比率が２５％／時間以上であるかを判断し、ＣＤモードの比率が２５％／時間以上である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ２２に進み、ステップＳ２２において、冷却装置２２のフィルタ２４の詰まり量を推定するための係数として、係数Ｇ１よりも重み付けされた係数である係数Ｇ２を設定し、ステップＳ２４に進む。
In step S21, it is determined whether the ratio of the CD mode is 25% / hour or more. If the ratio of the CD mode is 25% / hour or more (YES), the process proceeds to step S22. In step S22, the cooling device As a coefficient for estimating the clogging amount of 22
また、ＣＤモードの比率が２５％／時間より低い場合（ＮＯ）にはステップＳ２３に進み、第２冷却装置２２の第２フィルタ２４の詰まり量を推定するための係数として係数Ｇ１を設定、ステップＳ２４に進む。
On the other hand, if the CD mode ratio is lower than 25% / hour (NO), the process proceeds to step S23, and the coefficient G1 is set as a coefficient for estimating the clogging amount of the
ステップＳ２４では、ステップＳ１６で算出した第１フィルタ１４の詰まり量に係数Ｇ１またはＧ２を乗算して第２フィルタ２４の詰まり量を推定する。
In step S24, the clogging amount of the
ここで、係数Ｇ１，Ｇ２について説明する。係数Ｇ１は、第１電池パック１１、第２電池パック２１、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２の相違等に基づき設定されている。本実施形態１の場合、第１電池パック１１と第２電池パック２１との電池セルの数（電池容量）、第１冷却ファン１５と第２冷却ファン２５との回転数の違いによる冷却空気の供給量が相違しており、この相違に基づき係数Ｇ１が設定されている。例えば、第１電池パック１１及び第２電池パック２１の容量、冷却空気の供給量がそれぞれ３倍であるので係数Ｇ１を３としてもよい。なお、第１電池パック１１及び第２電池パック２１の電池容量、第１冷却ファン１５及び第２冷却ファン２５、第１吸気ダクト１３及び第２吸気ダクト２３の形状や容量が相違すれば、その相違に基づいて係数Ｇ１を設定する。
Here, the coefficients G1 and G2 will be described. The coefficient G1 is set based on the difference between the first battery pack 11, the
また、第２電池パック２１は、第１電池パック１１に比べて３倍の電池セルを有しているために、ＣＤモード比率が高くなると発熱量が増えて、第１電池パック１１よりも冷却が必要になる。このため、ＣＤモード比率が高い場合には、多量の冷却空気を供給する必要があり、第２フィルタ２４の詰まり量も多くなる。そこで、ＣＤモード比率が高い場合には、通常のＧ１よりも重み付けされた係数Ｇ２を使用する。すなわち、係数Ｇ２は係数Ｇ１よりも大きい係数である。
In addition, since the
ステップＳ２５では、ステップＳ１７と同様にステップＳ２４で算出した第２フィルタ２４の詰まり量（係数Ｇ１，Ｇ２をそれぞれ用いた２つの場合）と、第２フィルタ２４の詰まり状態を判断するための所定のしきい値とを比較する。
In step S25, as in step S17, the clogging amount of the
第２フィルタ２４の詰まり量がしきい値以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２６に進み、ステップＳ２６では、第２フィルタ２４が所定量詰まっている旨の表示を行い、第２フィルタ２４の清掃や交換を促す。第２フィルタ２４の詰まり量がしきい値より低い場合（ＮＯ）には、第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量はしきい値よりも低く、すなわち、第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４にはそれほど埃や異物が詰まっていない状態であると判断し、第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量の推定のフローチャートを終了する。
If the clogging amount of the
以上説明したように、第１冷却装置１２の第１フィルタ１４の詰まり量に基づいて、第２冷却装置２２の第２フィルタ２４の詰まり量を推定することができるので、第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量を推定するために必要な吸気温度センサ１６が１つで済み、吸気温度センサ１６の数を増やすことなくコストを低減することができる。
As described above, since the clogging amount of the
なお、上述の実施形態１では２つの第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２であったが、電池パックや冷却装置が２つ以上でも、各電池パックや各冷却装置の関係を予め求めておけば、各冷却装置のフィルタの詰まり量を推定するために必要な吸気温度センサが１つで済み、冷却装置の数が多い程コストを低減することが可能になる。
In the first embodiment described above, the two
次に本発明の実施形態２について説明する。実施形態２におけるハイブリッド車両１の構成は、図１に示した実施形態１におけるハイブリッド車両１の構成と略同じであるため同様の構成には同じ符号を付し、相違する構成について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the configuration of the
図５に示すように、ハイブリッド車両１の車室の前方には、車室内の温度調整を行うエアコンディショナー（以下エアコン５０という）が設けられている。エアコン５０は、運転席２または助手席３の一方のみに送風する送風集中モード、外気導入モード、内気循環モード、オートエアコンモード等の機能を有している。また、エアコン５０には、運転席２側の吹出口及び助手席３側の吹出口、これら吹出口から吹き出される空気温度の設定やモード変更等を行う操作部が備えている。エアコン５０は、設定されたモード情報、設定温度等を制御部３０に出力する。
As shown in FIG. 5, an air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner 50) that adjusts the temperature in the passenger compartment is provided in front of the passenger compartment of the
実施形態２では、実施形態１とは第２冷却装置２２の第２フィルタ２４の詰まり量を推定する方法が異なるのでその推定方法について説明する。この実施形態２では、第１冷却装置１２の吸気温度センサ１６の検出温度に基づき、第２冷却装置２２における吸気温度を推定し、この推定吸気温度を用いて、第１冷却装置１２の第１フィルタ１４の詰まり量を推定する方法と同じ方法により第２冷却装置２２の第２フィルタ２４の詰まり量を推定する。
The second embodiment is different from the first embodiment in a method for estimating the amount of clogging of the
以下、図６、７に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。第１冷却装置１２の第１フィルタ１４の詰まり量を推定する方法に関しては実施形態１と同様であり、図６におけるステップＳ１０〜Ｓ１８では、図３に示すステップＳ１０〜Ｓ１８と同じ制御を行う。
This will be described in detail below with reference to the flowcharts shown in FIGS. The method for estimating the amount of clogging of the
ステップＳ１７において、第１フィルタ１４の詰まり量がしきい値より低い場合（ＮＯ）には、図７に示すステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、エアコン５０から現在のエアコン５０に設定されているモード状態や設定温度等を取得してステップＳ３１に進む。
In step S17, when the clogging amount of the
ステップＳ３１では、取得したエアコン５０のモード状態、設定温度からエアコン５０がどのような設定で作動しているかを確認して現在の車室内の空調状態を判定してステップＳ３２に進む。車室内の空調状態として、例えば、エアコン５０の設定が、運転席２側のみに吹き出す運転席集中モード、外気導入モード、吹き出す空気温度の設定温度がＴＤ（℃）である状態として以下説明する。
In step S31, the current air condition of the vehicle interior is determined by confirming what setting the
ステップＳ３２では、吸気温度センサ１６の検出温度を取得して、ステップＳ３３に進み、ステップＳ３３では、車室内の空調状態と吸気温度センサ１６の検出温度とに基づいて、第２冷却装置２２の第２吸気ダクト２３における吸気温度を推定する。
In step S32, the detected temperature of the intake
ここで、第２吸気ダクト２３における吸気温度の推定について説明する。上述した車室内の空調状態では、図５において符号Ｆで示すように、エアコン５０から吹き出された冷却空気が運転席２の乗員に到達し、さらに第１吸気ダクト１３に到達して第１吸気ダクト１３に吸い込まれる。第１吸気ダクト１３に吸引された空気は、吸気温度センサ１６よってその温度が検出され、この場合の空気の検出温度としてＴＥ（℃）が検出される。
Here, the estimation of the intake air temperature in the
そして、設定温度ＴＤと検出温度ＴＥとの温度差を算出し、エアコン５０から吹き出された空気が車室内の空気温度の影響を受けて、第１吸気ダクト１３に到達する間にどのように温度変化したかを判断する。この温度変化（設定温度ＴＤ−検出温度ＴＥ）と、車室内の空気温度の影響との関係は予めマップ化されており、制御部３０のメモリ３１に記憶されているので、このマップに基づいて温度変化（温度差）に対応する車室内の空気温度の影響を考慮して第２吸気ダクト２３に吸引される冷却空気の温度を推定する。
Then, the temperature difference between the set temperature TD and the detected temperature TE is calculated, and how the temperature of the air blown out from the
例えば、設定温度ＴＤ−検出温度ＴＥの値がマイナスであれば、設定温度ＴＤ＜車室内温度である温度関係であり、エアコン５０から吹き出された温度の低い空気は、車室内の空気温度により暖まり、吸気温度センサ１６では設定温度ＴＤよりも高い温度で検出されることになる。この場合には、吸気温度センサ１６により検出された検出温度ＴＥに、マップで規定されるプラスの所定温度ＴＦを加算して、第２吸気ダクト２３に吸引される冷却空気の温度を推定する。
For example, if the value of the set temperature TD−the detected temperature TE is negative, the temperature relationship is such that the set temperature TD <the vehicle interior temperature, and the low temperature air blown from the
また、設定温度ＴＤ−検出温度ＴＥの値がプラスであれば、設定温度ＴＤ＞車室内温度である温度関係であり、エアコン５０から吹き出された温度の高い空気は、車室内の空気温度により冷却され、吸気温度センサ１６では設定温度ＴＤよりも低い温度で検出されることになる。この場合には、吸気温度センサ１６により検出された検出温度ＴＥに、マップで規定されるマイナスの所定温度ＴＦを加算して第２吸気ダクト２３に吸引される冷却空気の温度を推定する。
If the value of set temperature TD−detected temperature TE is positive, the temperature relationship is set temperature TD> vehicle compartment temperature, and the high temperature air blown from
なお、設定温度ＴＤ−検出温度ＴＥの値が略０であれば、設定温度ＴＤと車室内温度とは略同じ温度関係であり、エアコン５０から吹き出された空気は、車室内の空気温度の影響による温度変化が少ない状態で吸気温度センサ１６により検出される。この場合には、第１吸気ダクト１３と第２吸気ダクト２３との温度は略同じになり、吸気温度センサ１６により検出された検出温度ＴＥを第２吸気ダクト２３に吸引される冷却空気の温度として推定する。
If the value of set temperature TD−detected temperature TE is substantially 0, the set temperature TD and the vehicle interior temperature have substantially the same temperature relationship, and the air blown out from the
このように、第１冷却装置１２の吸気温度センサ１６よって検出された検出温度ＴＥに、所定温度ＴＦを加算することによって、第２冷却装置２２の第２吸気ダクト２３に取り込まれる冷却空気の温度を推定してステップＳ３４に進む。
Thus, the temperature of the cooling air taken into the
ステップＳ３４〜ステップＳ３９では、ステップＳ１１〜ステップＳ１６の制御内容と同様に第２フィルタ２４について詰まり量を算出しステップＳ４０に進む。そして、ステップＳ４０では、この算出された詰まり量に基づいて、ステップＳ２５と同様に第２フィルタ２４の詰まり状態を判断するための所定のしきい値とを比較する。第２フィルタ２４の詰まり量がしきい値以上の場合（ＹＥＳ）には、第２フィルタ２４が所定量詰まっている旨の表示を行い、第２フィルタ２４の詰まり量がしきい値より低い場合（ＮＯ）には、第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４にはそれほど埃や異物が詰まっていない状態であると判断し、第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量の推定のフローチャートを終了する。
In steps S34 to S39, the clogging amount is calculated for the
以上説明したように、第１冷却装置１２の吸気温度センサ１６の検出温度に基づいて、第２冷却装置２２の第２吸気ダクト内の温度を推定することができるので、この推定温度を使用して第２冷却装置２２の第２フィルタ２４の詰まり量を推定することが可能になる。このため、１つの吸気温度センサ１６によって、第１冷却装置１２及び第２冷却装置２２の第１フィルタ１４及び第２フィルタ２４の詰まり量を推定することができ、吸気温度センサ１６の数を増やすことなくコストを低減することができる。
As described above, since the temperature in the second intake duct of the
１ ハイブリッド車両、２ 運転席、３ 助手席、４ 後部座席、５ 冷却システム、１１ 第１電池パック、２１ 第２電池パック、１１ａ 第１電池温度センサ、２１ａ 第２電池温度センサ、１２ 第１冷却装置、２２ 第２冷却装置、１３ 第１吸気ダクト、２３ 第２吸気ダクト、１４ 第１フィルタ、２４ 第２フィルタ、１５ 第１冷却ファン、２５ 第２冷却ファン、１５ａ 第１回転数センサ、２５ａ 第２回転数センサ、１６ 吸気温度センサ、３０ 制御部、３１ メモリ、３２ ＣＰＵ、４０ Ｍ／Ｇ制御部、５０ エアコン。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
第１電池パックと、車内の空気を第１電池パックに導く第１吸気ダクトと、第１吸気ダクトに空気を取り込む第１冷却ファンと、第１吸気ダクトの内部に設けられた第１フィルタと、第１吸気ダクトに取り込まれる空気温度を検出する吸気温度センサとを有する第１冷却装置と、
第１電池パックより電池容量が大きい第２電池パックと、車内の空気を第２電池パックに導く第２吸気ダクトと、第１冷却ファンよりも大量の空気を第２吸気ダクトに取り込む第２冷却ファンと、第２吸気ダクトの内部に設けられた第２フィルタとを有する第２冷却装置と、
第１冷却装置において、第１吸気温度センサの検出温度及び第１電池パック温度を用いて冷却性能を算出し、第１フィルタの詰まり量に応じて冷却性能が低下する特性に基づいて第１フィルタの詰まり量を算出する第１フィルタ詰まり量算出手段と、
ＣＳモードに対するＣＤモードの使用頻度が所定値以上である場合、第１フィルタ詰まり量算出手段により算出された第１フィルタの詰まり量に、第１電池パックと第２電池パックとの電池容量の差に基づき設定された所定係数を乗算して第２フィルタの詰まり量を推定する第２フィルタ詰まり量推定手段と、
を備えることを特徴とする車載電池パックの冷却システム。
A cooling system for an in-vehicle battery pack having a CD mode that travels by the power of the battery pack and a CS mode that travels by the power of the battery pack and the driving force of the engine,
A first battery pack, a first air intake duct that guides air in the vehicle to the first battery pack, a first cooling fan that takes air into the first air intake duct, and a first filter provided inside the first air intake duct; A first cooling device having an intake air temperature sensor for detecting an air temperature taken into the first intake duct;
A second battery pack having a larger battery capacity than the first battery pack, a second intake duct for guiding air in the vehicle to the second battery pack, and a second cooling for taking in a larger amount of air than the first cooling fan into the second intake duct. A second cooling device having a fan and a second filter provided inside the second intake duct;
In the first cooling device, the cooling performance is calculated using the detected temperature of the first intake air temperature sensor and the first battery pack temperature, and the first filter is based on the characteristic that the cooling performance decreases according to the clogging amount of the first filter. First filter clogging amount calculating means for calculating the clogging amount of
When the frequency of use of the CD mode with respect to the CS mode is equal to or greater than a predetermined value, the difference in battery capacity between the first battery pack and the second battery pack is added to the clogging amount of the first filter calculated by the first filter clogging amount calculation means. Second filter clogging amount estimating means for multiplying a predetermined coefficient set based on
An in-vehicle battery pack cooling system comprising:
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