JP2019057483A - 制御モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
複数の電池スタックそれぞれに付設される複数のファン(20−22)と、
複数のファンそれぞれの回転を制御する回転制御部(32,41,42,231a,232a)と、を有し、
回転制御部は、複数のファンが共振現象を起こすと判断すると、複数のファンの回転数が離間するように複数のファンそれぞれの回転を制御する。
複数の電池スタックそれぞれに付設される複数のファン(20−22)と、
複数のファンそれぞれの回転を制御する回転制御部(32,41,42,231a,232a)と、を有し、
回転制御部は、複数のファンが共振現象を起こすほどに複数のファンの回転数が近い場合、複数のファンの回転数を入れ替わりで変更することを所定周期で繰り返す。
図1〜図4に基づいて本実施形態の電池パックを説明する。以下においては互いに直交の関係にある3方向を、横方向、縦方向、および、高さ方向と示す。本実施形態では横方向はハイブリッド自動車の進退方向に沿っている。縦方向はハイブリッド自動車の左右方向に沿っている。高さ方向はハイブリッド自動車の天地方向に沿っている。縦方向が並び方向に相当する。
電池パック300は、図1に示すハイブリッド自動車の電気負荷400に電力供給する機能を果たす。この電気負荷400には、動力供給源および発電源としての機能を果たすモータジェネレータが含まれている。例えばモータジェネレータが力行する場合、電池パック300は放電してモータジェネレータに電力供給を行う。モータジェネレータが発電する場合、電池パック300は発電によって生じた発電電力を充電する。電気負荷400に含まれるモータジェネレータが電動機に相当する。
電池パック300は電池モジュール200と制御モジュール100を有する。図2および図3に示すように、電池モジュール200と制御モジュール100は縦方向に並び、互いに機械的および電気的に接続されている。このように設置空間において高さと横幅とに比べて縦幅を長く設定することのできる縦方向に電池モジュール200と制御モジュール100は並んでいる。
次に、筐体210と電池スタック230を説明する。筐体210はアルミダイカストによって製造される。また筐体210は鉄やステンレスをプレス加工することによっても製造することができる。図1および図2に示すように筐体210は、底壁211、側壁212、および、仕切り壁213を有する。底壁211は規定平面において縦方向に長い矩形を成す。
次に、制御モジュール100を説明する。図1〜図3に示すように制御モジュール100は、連結筐体10、ファン20、および、制御ユニット30を有する。連結筐体10は筐体210に連結される。この連結筐体10にファン20と制御ユニット30とが設けられる。ファン20は上記の第1通風空間と第2通風空間とに風を流す。これによりファン20は複数の電池セル240それぞれを冷却する。制御ユニット30は電池モジュール200と電気負荷400との電気的な接続を制御する。制御ユニット30はファン20の駆動を制御する。また制御ユニット30は電池モジュール200の複数の電池セル240の均等化処理を監視部250に指示する。
連結筐体10はアルミダイカストによって製造される。また連結筐体10は鉄やステンレスをプレス加工することによっても製造することができる。図2および図3に示すように連結筐体10は、搭載壁11と囲み壁12を有する。搭載壁11は規定平面において横方向に長い矩形を成す。
次に、電池ECU32による第1ファン21と第2ファン22の制御を説明する。上記したように電池ECU32には第1温度センサ231aによって検出された第1電池スタック231の温度と、第2温度センサ232aによって検出された第2電池スタック232の温度と、が入力される。また電池ECU32には第1回転センサ41によって検出された第1ファン21の回転数と、第2回転センサ42によって検出された第2ファン22の回転数と、が入力される。電池ECU32はこれら温度と回転数とに基づいて第1ファン21と第2ファン22の回転数を制御する。具体的には、電池ECU32は第1ファン21と第2ファン22の目標とする回転数を決定する。
次に、制御モジュール100の作用効果を説明する。
上記したように電池ECU32は、共振現象による異音が発生するほどに第1実回転数Vm1と第2実回転数Vm2が近くなった場合、第1目標回転数Si1と第2目標回転数Si2の回転数差を大きくする。これにより第1実回転数Vm1と第2実回転数Vm2が離間し、第1ファン21と第2ファン22とで共振現象による異音が発生することが抑制される。
第1ファン21と第2ファン22は共振現象が生じるほど近くに配置されている。これにより制御モジュール100(電池パック300)の体格の増大が抑制される。
なお本実施形態では、共振現象の発生を避けるために、目標回転数を下げる例を示した。しかしながら例えば図5に示すように、目標回転数を上げることで、共振現象の発生を避けてもよい。
次に、第2実施形態を図6に基づいて説明する。以下に示す各実施形態の電池パックは上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
なお、図7に示すように、ステップS51以降においては、第1の変形例と同様にして、ステップS61〜ステップS91を実施してもよい。
次に、第3実施形態を図8に基づいて説明する。
なお第3実施形態で示した構成の場合、第1目標回転数Si1と第2目標回転数Si2それぞれの回転数を所定周期で交互に減少するため、一時的に第1実回転数Vm1と第2実回転数Vm2が同一になり、それによって共振現象が一時的に生じる虞がある。
制御モジュール100は第1回転センサ41と第2回転センサ42を有さずともよい。第1ファン21と第2ファン22それぞれは回転羽を回転するためのモータを有する。このモータはロータとステータとを有する。ロータから磁界が発生している。ステータのステータコイルに3相交流が流れる。これにより回転磁界が発生する。この回転磁界とロータの発する磁界とによりロータに回転トルクが発生する。これによりロータが回転する。
本実施形態では電池パック300をハイブリッド自動車に適用した例を示した。しかしながら電池パック300は例えばプラグインハイブリッド自動車や電気自動車に適用することもできる。
Claims (13)
- 複数の電池セル(240)が並ぶ電池スタック(230−232)を複数有する電池モジュール(200)に設けられる制御モジュール(100)であり、
複数の前記電池スタックそれぞれに付設される複数のファン(20−22)と、
複数の前記ファンそれぞれの回転を制御する回転制御部(32,41,42,231a,232a)と、を有し、
前記回転制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすと判断すると、複数の前記ファンの回転数が離間するように複数の前記ファンそれぞれの回転を制御する制御モジュール。 - 前記回転制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすほどに複数の前記ファンの回転数が近い場合に、複数の前記ファンが共振現象を起こすと判断する請求項1に記載の制御モジュール。
- 前記回転制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすほどに複数の前記ファンの回転数が近い場合、複数の前記ファンの回転数が離間するように、複数の前記ファンのうちの少なくとも1つの回転数を下げる請求項2に記載の制御モジュール。
- 前記回転制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすほどに複数の前記ファンの回転数が近い場合、複数の前記ファンの回転数が離間するように、複数の前記ファンのうちの少なくとも1つの回転数を上げる請求項2に記載の制御モジュール。
- 前記回転制御部は、複数の前記電池スタックそれぞれに付設される複数の温度センサ(231a,232a)と、複数の前記温度センサで検出される複数の前記電池スタックそれぞれの温度に基づいて複数の前記ファンそれぞれの目標回転数を算出し、複数の前記ファンそれぞれの回転を制御する制御部(32)と、を有し、
前記制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすと判断すると、複数の前記目標回転数を離間することで、複数の前記ファンの回転数を離間する請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御モジュール。 - 前記回転制御部は、前記温度センサと前記制御部の他に、複数の前記ファンそれぞれの回転数を検出する複数の回転センサ(41,42)を有し、
前記制御部は、複数の前記回転センサそれぞれで検出される複数の前記ファンそれぞれの回転数に基づいて、複数の前記ファンが共振現象を起こすか否かを判断する請求項5に記載の制御モジュール。 - 前記制御部は、複数の前記ファンのモータに生じる逆起電力に基づいて複数の前記ファンそれぞれの回転数を算出するとともに、算出した複数の前記ファンそれぞれの回転数に基づいて、複数の前記ファンが共振現象を起こすか否かを判断する請求項5に記載の制御モジュール。
- 前記制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすほどに複数の前記ファンの前記目標回転数が近い場合、複数の前記ファンが共振現象を起こすと判断する請求項5に記載の制御モジュール。
- 複数の電池セル(240)が並ぶ電池スタック(230−232)を複数有する電池モジュール(200)に設けられる制御モジュール(100)であり、
複数の前記電池スタックそれぞれに付設される複数のファン(20−22)と、
複数の前記ファンそれぞれの回転を制御する回転制御部(32,41,42,231a,232a)と、を有し、
前記回転制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすほどに複数の前記ファンの回転数が近い場合、複数の前記ファンの回転数を入れ替わりで変更することを所定周期で繰り返す制御モジュール。 - 前記回転制御部は、複数の前記ファンが共振現象を起こすほどに複数の前記ファンの回転数が近い場合、複数の前記ファンそれぞれの回転数を一律に下げた後に、複数の前記ファンの回転数を入れ替わりで変更することを所定周期で繰り返す請求項9に記載の制御モジュール。
- 複数の前記ファンそれぞれは付設される前記電池スタックと、複数の前記電池セルの並ぶ並び方向に並んでいる請求項1〜10いずれか1項に記載の制御モジュール。
- 複数の前記ファンそれぞれは、付設される前記電池スタックの前記並び方向への投影範囲に位置している請求項11に記載の制御モジュール。
- 前記電池モジュールと複数の前記電池セルの並ぶ並び方向に並び、前記電池モジュールとともに、動力供給源および発電源の少なくとも1つとして電動機(400)を有する自動車の座席下の設置空間に設けられる請求項1〜12いずれか1項に記載の制御モジュール。
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