JP2020009591A - Drive unit - Google Patents

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内田　仁
Hitoshi Uchida
仁 内田
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

To provide a drive unit which has a simple structure, and which enables both of temperature adjustment of a drive part and temperature adjustment of a secondary battery.SOLUTION: A drive unit comprises: a drive part (3) installed in a vehicle (1) and generating heat when being operated; a cooling part (29) for cooling the drive part; a heat medium circuit (30) which makes connection so as to allow a heat medium to circulate in the drive part and the cooling part; a high-temperature heat medium path (32,33) provided in the heat medium circuit for circulating the heat medium from the drive part toward the cooling part; a motor (5, 7) installed in a vehicle and serving to cause the vehicle to run; and a secondary battery (21) for supplying an electric power to the motor. The secondary battery is an all-solid battery which contains lithium in a solid electrolyte, and is connected to a high-temperature heat medium path of the heat medium circuit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は駆動ユニットに係り、特に駆動ユニットに備えられた二次電池の温度を調整する技術に関する。   The present invention relates to a driving unit, and more particularly, to a technique for adjusting a temperature of a secondary battery provided in the driving unit.

近年普及が進んでいるハイブリット車両には、エンジンやモータ、モータに供給する電力を蓄電するバッテリが搭載されている。
これらエンジン、モータ及びバッテリは、稼動すると発熱するため、それぞれにラジエータ等の冷却装置が備えられている。
一方、エンジン、モータ及びバッテリには、稼動の際に適切な温度があり、温度が低い場合には冷却をせずに温める必要もある。 2. Description of the Related Art In recent years, hybrid vehicles, which have been widely used, are equipped with an engine, a motor, and a battery for storing electric power supplied to the motor.
Since these engines, motors, and batteries generate heat when they operate, they are each provided with a cooling device such as a radiator.
On the other hand, the engine, the motor, and the battery have an appropriate temperature during operation, and when the temperature is low, it is necessary to warm up without cooling.

そこで、エンジンの冷却に用いる冷却水及びラジエータを利用してバッテリを加熱及び冷却する技術が開発されている（特許文献１）。   Therefore, a technique for heating and cooling a battery using cooling water and a radiator used for cooling an engine has been developed (Patent Document 1).

特開２０１７−２２２２３９号公報JP-A-2017-222239

ところで、上記特許文献１に開示される技術のような電解質にリチウムイオンを含有する電解液を用いたリチウムイオンバッテリの多くは、主に劣化防止の観点により、使用可能な上限温度を６０℃、適温を４０℃としている。
一方、エンジンの稼動時における冷却水の温度は、７０℃〜１００℃である。
したがって、エンジンの冷却に用いた冷却水を介してバッテリを加熱及び冷却するためには、バッテリに流通する冷却水の温度を調整する必要がある。このため、上記特許文献１に開示される技術のように、昇温デバイスを介してバッテリを加温するためには、加温しすぎないように調整する必要があり、装置全体が複雑になる虞があった。さらに、バッテリを冷却するためには、装置全体がさらに複雑になるという問題があった。 By the way, most lithium ion batteries using an electrolyte containing lithium ions in the electrolyte, such as the technology disclosed in Patent Document 1, have a maximum usable temperature of 60 ° C., mainly from the viewpoint of preventing deterioration. The appropriate temperature is 40 ° C.
On the other hand, the temperature of the cooling water during operation of the engine is 70 ° C to 100 ° C.
Therefore, in order to heat and cool the battery via the cooling water used for cooling the engine, it is necessary to adjust the temperature of the cooling water flowing through the battery. For this reason, as in the technique disclosed in Patent Document 1, in order to heat the battery via the heating device, it is necessary to adjust so as not to overheat, and the entire apparatus becomes complicated. There was a fear. Further, there has been a problem that the whole device is further complicated to cool the battery.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成にして、エンジン（駆動部）の温度調整とバッテリ（二次電池）の温度調整とを両立することができる駆動ユニットを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a simple configuration to achieve both temperature adjustment of an engine (drive unit) and temperature adjustment of a battery (secondary battery). It is an object of the present invention to provide a drive unit capable of performing the following.

上記の目的を達成するため、本発明の駆動ユニットは、車両に搭載され、稼動することで発熱する駆動部と、前記駆動部を冷却する冷却部と、前記駆動部と前記冷却部とで熱媒体を流通可能に接続する熱媒体回路と、前記熱媒体回路に設けられ、前記駆動部から前記冷却部に向かって前記熱媒体を流通させる高温熱媒体通路と、前記車両に搭載され、前記車両を走行させるモータと、前記モータに電力を供給する二次電池と、を備え、前記二次電池は、固体電解質にリチウムを含有する全固体電池であり、前記熱媒体回路の前記高温熱媒体通路に接続されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a drive unit of the present invention is mounted on a vehicle and generates heat by operating, a drive unit that cools the drive unit, and heat generated by the drive unit and the cooling unit. A heat medium circuit that connects a medium so that the medium can flow therethrough, a high-temperature heat medium passage that is provided in the heat medium circuit, and that circulates the heat medium from the drive unit toward the cooling unit; And a secondary battery for supplying power to the motor, wherein the secondary battery is an all-solid battery containing lithium in a solid electrolyte, and the high-temperature heat medium passage of the heat medium circuit. Characterized by being connected to

これにより、固体電解質にリチウムを含有する全固体電池を二次電池として用いることで、高い温度での動作が都合の良い全固体二次電池の効率的な使用が可能である。また、二次電池が熱媒体回路の駆動部から冷却部に向かって熱媒体を流通させる高温熱媒体通路に接続することで、駆動部によって加熱された熱媒体を冷却することなく二次電池に流通させて二次電池を加熱することが可能とされる。   Thus, by using the all-solid-state battery containing lithium in the solid electrolyte as the secondary battery, it is possible to efficiently use the all-solid-state secondary battery that is convenient to operate at a high temperature. In addition, by connecting the secondary battery to a high-temperature heat medium passage that circulates the heat medium from the drive unit of the heat medium circuit toward the cooling unit, the heat medium heated by the drive unit can be cooled without cooling. The secondary battery can be circulated and heated.

その他の態様として、前記駆動部は、燃料を燃焼して稼動する内燃機関であるのが好ましい。
これにより、内燃機関が燃料を燃焼して稼動して発熱することで、二次電池に流通する熱媒体を加熱することが可能とされる。
その他の態様として、前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体が所定温度以上のときに開弁する第１開閉弁と、前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体回路の前記冷却部から前記駆動部に向かって前記熱媒体を流通させる低温熱媒体通路と、前記熱媒体回路の前記高温熱媒体通路から延び、前記低温熱媒体通路に接続し、前記高温熱媒体通路から前記低温熱媒体通路に向かって前記熱媒体を流通させる第１バイパス通路と、を備え、前記第１開閉弁は、前記高温熱媒体通路の前記二次電池と前記冷却部との間に配設され、前記第１バイパス通路は、前記高温熱媒体通路の前記二次電池と前記第１開閉弁との間から延びるのが好ましい。 In another aspect, the drive unit is preferably an internal combustion engine that operates by burning fuel.
This allows the internal combustion engine to operate by burning fuel and generate heat, thereby heating the heat medium flowing through the secondary battery.
As another aspect, a first opening / closing valve that is provided in the heat medium circuit and opens when the heat medium is equal to or higher than a predetermined temperature, and is provided in the heat medium circuit, and is provided from the cooling unit of the heat medium circuit. A low-temperature heat medium passage for allowing the heat medium to flow toward the drive unit; and a low-temperature heat medium passage extending from the high-temperature heat medium passage of the heat medium circuit and connected to the low-temperature heat medium passage. A first bypass passage through which the heat medium flows, and the first on-off valve is disposed between the secondary battery and the cooling unit in the high-temperature heat medium passage, It is preferable that the bypass passage extends from the high-temperature heat medium passage between the secondary battery and the first on-off valve.

これにより、第１開閉弁が高温熱媒体通路の二次電池と冷却部との間に配設され、第１バイパス通路が高温熱媒体通路の二次電池と第１開閉弁との間から延びて低温熱媒体通路に接続することで、駆動部によって加熱された熱媒体を二次電池に流通させ、該二次電池によって加熱または冷却された熱媒体の温度に応じて熱媒体を冷却するか否かを第１開閉弁によって選択することが可能とされる。   Thereby, the first on-off valve is disposed between the secondary battery in the high-temperature heat medium passage and the cooling unit, and the first bypass passage extends from between the secondary battery in the high-temperature heat medium passage and the first on-off valve. To connect the heating medium heated by the driving unit to the secondary battery and cool the heating medium according to the temperature of the heating medium heated or cooled by the secondary battery. It is possible to select whether or not to use the first on-off valve.

そして、熱媒体が所定温度以上のときには第１開閉弁が開弁し熱媒体が冷却部によって冷却される一方、熱媒体が所定温度未満のときには第１開閉弁が閉弁し熱媒体が冷却部によって冷却されないようにすることで、熱媒体の温度が所定温度以上になるまで二次電池を効率的に加熱することが可能となる。
その他の態様として、前記熱媒体回路における前記二次電池の上流側と前記熱媒体回路における前記二次電池の下流側であって駆動部の上流側とを接続する第２バイパス通路と、前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体が一定温度以上のときに開弁する第２開閉弁と、を備え、前記第２開閉弁は、前記二次電池と前記第２バイパス通路の上流側との間に配設されるのが好ましい。 When the temperature of the heat medium is equal to or higher than the predetermined temperature, the first on-off valve is opened and the heat medium is cooled by the cooling unit. On the other hand, when the temperature of the heat medium is lower than the predetermined temperature, the first on-off valve is closed and the heat medium is cooled. Thus, the secondary battery can be efficiently heated until the temperature of the heat medium becomes equal to or higher than the predetermined temperature.
As another aspect, a second bypass passage connecting an upstream side of the secondary battery in the heat medium circuit and a downstream side of the secondary battery in the heat medium circuit and upstream of a driving unit, A second on-off valve that is provided in the medium circuit and opens when the heat medium is at or above a certain temperature, wherein the second on-off valve is connected between the secondary battery and an upstream side of the second bypass passage. Preferably, it is arranged between them.

これにより、熱媒体が一定温度以上のときには第２開閉弁が開弁し熱媒体が二次電池に流通する一方、熱媒体が一定温度未満のときには第２開閉弁が閉弁し熱媒体が二次電池に流通しないようにすることで、熱媒体の温度が一定温度以上になるまで熱媒体によって二次電池が冷却されないようにすることが可能とされる。   Thus, when the heat medium is at or above a certain temperature, the second on-off valve opens and the heat medium flows through the secondary battery, while when the heat medium is below a certain temperature, the second on-off valve closes and heat medium is turned on. By preventing the secondary battery from flowing through the secondary battery, it is possible to prevent the secondary battery from being cooled by the thermal medium until the temperature of the thermal medium becomes equal to or higher than a certain temperature.

本発明の駆動ユニットによれば、二次電池を全固体電池とすることで二次電池の冷却を不要にするとともに、二次電池を熱媒体回路の駆動部から冷却部に向かって熱媒体を流通させる高温熱媒体通路に接続したので、駆動部によって加熱された熱媒体を冷却することなく二次電池に流通させて高い温度での動作が都合の良い全固体二次電池を加熱することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the drive unit of this invention, while making a rechargeable battery an all-solid-state battery, cooling of a rechargeable battery becomes unnecessary and a rechargeable battery transfers heat medium from the drive part of a heat medium circuit toward a cooling part. Since it is connected to the high-temperature heat medium passage to be circulated, the heat medium heated by the drive unit can be circulated to the secondary battery without cooling, thereby heating the all-solid-state secondary battery, which is convenient for operation at a high temperature. it can.

これにより、簡単な構成にして、駆動部の温度調整と二次電池の温度調整とを両立することができる。   Thereby, both the temperature adjustment of the driving unit and the temperature adjustment of the secondary battery can be achieved with a simple configuration.

第１実施形態に係る車両の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle according to a first embodiment. 第１実施形態に係る冷却回路の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a cooling circuit concerning a 1st embodiment. 第２実施形態に係る冷却回路の概略構成図である。It is a schematic structure figure of a cooling circuit concerning a 2nd embodiment.

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１を参照すると、第１実施形態に係るプラグインハイブリッド車（以下、車両１という）の概略構成図が示されている。
車両１には、エンジン３、フロントモータ５及びリヤモータ７が備えられた駆動ユニット２が搭載されている。車両１は、エンジン３、フロントモータ５及びリヤモータ７を適宜稼動させることで前輪９及び後輪１１を駆動して走行することが可能なハイブリット式の４輪駆動車である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a plug-in hybrid vehicle (hereinafter, referred to as a vehicle 1) according to a first embodiment.
The vehicle 1 is equipped with a drive unit 2 provided with an engine 3, a front motor 5 and a rear motor 7. The vehicle 1 is a hybrid four-wheel drive vehicle that can drive and drive the front wheel 9 and the rear wheel 11 by appropriately operating the engine 3, the front motor 5, and the rear motor 7.

駆動ユニット２には、エンジン（駆動部）３、フロントモータ（駆動部、モータ）５、リヤモータ（駆動部、モータ）７、全固体電池（二次電池）２１及びラジエータ（冷却部）２９が備えられている。
エンジン３は、図示しない燃料タンクから供給される燃料を燃焼することで稼動する内燃機関である。この内燃機関は、循環する冷却水によって冷却されるが、燃費性能や耐久性能の点を鑑みると、例えば冷却水が７０℃（所定温度）〜１００℃（規定温度）となる範囲（稼動温度域）で稼動することが望ましい。また、エンジン３は、減速機１３を介して発電機１７を駆動し、発電することが可能である。 The drive unit 2 includes an engine (drive unit) 3, a front motor (drive unit, motor) 5, a rear motor (drive unit, motor) 7, an all-solid-state battery (secondary battery) 21, and a radiator (cooling unit) 29. Have been.
The engine 3 is an internal combustion engine that operates by burning fuel supplied from a fuel tank (not shown). This internal combustion engine is cooled by circulating cooling water. In view of fuel efficiency and durability, for example, the cooling water ranges from 70 ° C. (predetermined temperature) to 100 ° C. (prescribed temperature) (operating temperature range). It is desirable to work with Further, the engine 3 can drive the generator 17 via the speed reducer 13 to generate power.

減速機１３には、エンジン３の出力軸と前輪９の駆動軸１５との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ１３ａが内蔵されている。これにより、エンジン３は、クラッチ１３ａが接続状態のとき、減速機１３及び駆動軸１５を介して前輪９を駆動することが可能である。
フロントモータ５は、フロントインバータ１９を介して後述する全固体電池２１及び発電機１７から高電圧の電力を供給されて減速機１３を駆動するモータである。これにより、フロントモータ５は、減速機１３及び駆動軸１５を介して前輪９を駆動することが可能である。 The speed reducer 13 has a built-in clutch 13 a capable of switching connection and disconnection of power transmission between the output shaft of the engine 3 and the drive shaft 15 of the front wheel 9. This allows the engine 3 to drive the front wheels 9 via the speed reducer 13 and the drive shaft 15 when the clutch 13a is in the connected state.
The front motor 5 is a motor that is supplied with high-voltage power from an all-solid-state battery 21 and a generator 17 described below via a front inverter 19 and drives the speed reducer 13. Thereby, the front motor 5 can drive the front wheels 9 via the speed reducer 13 and the drive shaft 15.

リヤモータ７は、リヤインバータ２３を介して全固体電池２１及び発電機１７から高電圧の電力を供給されて減速機２５を駆動するモータである。これにより、リヤモータ７は、減速機２５及び駆動軸２７を介して後輪１１を駆動することが可能である。
全固体電池２１は、例えば電解質にＬｉＰＦ６などのリチウム塩が溶解された常温下で液体の電解液を用いず、リチウムを含有する固体電解質を用いた二次電池である。 The rear motor 7 is a motor that is supplied with high-voltage power from the all-solid-state battery 21 and the generator 17 via the rear inverter 23 and drives the speed reducer 25. Thus, the rear motor 7 can drive the rear wheels 11 via the speed reducer 25 and the drive shaft 27.
The all-solid-state battery 21 is a secondary battery using a solid electrolyte containing lithium without using a liquid electrolyte at room temperature in which a lithium salt such as LiPF 6 is dissolved in the electrolyte.

詳しくは、全固体電池２１は、正極にＬｉＣｏＯ２（コバルト酸リチウム）を、負極にグラファイトを、電解質としてＬＧＰＳ（例えばＬｉ９．５４Ｓｉ１．７４Ｐ１．４４Ｓ１１．７Ｃｌ０．３）をそれぞれ備えており、電解質を介してリチウムイオンを正極−負極間で交換（イオン伝導）可能に構成されている。ここで、電解質として用いたＬＧＰＳ（リチウム・ゲルマニウム・リン・硫黄）は、硫化物電解質と呼ばれている。このような硫化物電解質を用いた電池は、酸化物電解質を用いた電池と比較してイオン伝導の効率（イオン伝導率）が高いため、充放電性能が比較的高い。 More specifically, the all-solid-state battery 21 includes LiCoO 2 (lithium cobaltate) for the positive electrode, graphite for the negative electrode, and LGPS (for example, Li 9.54 Si 1.74 P 1.44 S 11.7 Cl 0.3 ) as the electrolyte. ), So that lithium ions can be exchanged (ion conduction) between the positive electrode and the negative electrode via the electrolyte. Here, LGPS (lithium-germanium-phosphorus-sulfur) used as an electrolyte is called a sulfide electrolyte. A battery using such a sulfide electrolyte has higher ion conduction efficiency (ion conductivity) than a battery using an oxide electrolyte, and thus has relatively high charge / discharge performance.

また、ＬＧＰＳは、常温下及び全固体電池２１の充放電において生じる温度（稼動温度。例えば、−４０℃〜１５０℃）で固体の電解質である。すなわち、全固体電池２１は、高温下（例えば１００℃）においても電解質が固体のため、例えば正極の表面で陰イオンや溶媒分子の分解といった副反応的な化学反応が比較的発生しにくく、ひいては劣化が生じにくい。故に、全固体電池２１は、後述する規定温度より高い温度（例えば１５０℃）まで故障なく使用することが可能である。   The LGPS is a solid electrolyte at normal temperature and at a temperature (operating temperature, for example, −40 ° C. to 150 ° C.) that occurs during charging and discharging of the all-solid-state battery 21. That is, since the all-solid-state battery 21 has a solid electrolyte even at a high temperature (for example, 100 ° C.), side-reactive chemical reactions such as decomposition of anions and solvent molecules are relatively unlikely to occur on the surface of the positive electrode, and as a result, Deterioration hardly occurs. Therefore, the all-solid-state battery 21 can be used without failure up to a temperature (for example, 150 ° C.) higher than a specified temperature described later.

図２を参照すると、第１実施形態に係る冷却回路（熱媒体回路）３０の概略構成図が示されている。ラジエータ２９は、車両１の前側に配設された（図１参照）、外気と冷却水（熱媒体）とで熱交換をさせることが可能な熱交換器である。サーモスタット（第１開閉弁）３６は、後述する第３通路３３を流通する冷却水の温度が所定温度（例えば７０℃）以上になると徐々に開弁し、規定温度（例えば１００℃）になると全開になる、感温式の開閉弁である。   Referring to FIG. 2, a schematic configuration diagram of a cooling circuit (heat medium circuit) 30 according to the first embodiment is shown. The radiator 29 is a heat exchanger disposed on the front side of the vehicle 1 (see FIG. 1) and capable of exchanging heat between outside air and cooling water (heat medium). The thermostat (first on-off valve) 36 gradually opens when the temperature of the cooling water flowing through a third passage 33 described later reaches a predetermined temperature (for example, 70 ° C.), and fully opens when the temperature reaches a specified temperature (for example, 100 ° C.). This is a temperature-sensitive on-off valve.

冷却回路３０は、ラジエータ２９からエンジン３に冷却水を送る第１通路（低温熱媒体通路）３１、エンジン３から全固体電池２１に冷却水を送る第２通路（高温熱媒体通路）３２、全固体電池２１からサーモスタット３６に冷却水を送る第３通路（高温熱媒体通路）３３及びサーモスタット３６からラジエータ２９に冷却水を送る第４通路（高温熱媒体通路）３４を備えて循環路を構成している。   The cooling circuit 30 includes a first passage (low-temperature heating medium passage) 31 for sending cooling water from the radiator 29 to the engine 3, a second passage (high-temperature heating medium passage) 32 for sending cooling water from the engine 3 to the all-solid-state battery 21, A circulation path is provided with a third passage (high-temperature heat medium passage) 33 for sending cooling water from the solid state battery 21 to the thermostat 36 and a fourth passage (high-temperature heat medium passage) 34 for sending cooling water from the thermostat 36 to the radiator 29. ing.

また、冷却回路３０の第１通路３１には、ポンプ３１ａが備えられている。このポンプ３１ａが駆動することにより、冷却水は冷却回路３０を循環することが可能である。さらに、第１通路３１のラジエータ２９とポンプ３１ａとをつなぐ経路には、サーモスタット３６の上流側の第３通路３３から第１通路３１に冷却水を送るバイパス通路（第１バイパス通路）３５が接続されている。   Further, a pump 31a is provided in the first passage 31 of the cooling circuit 30. By driving the pump 31a, the cooling water can circulate through the cooling circuit 30. Further, a bypass passage (first bypass passage) 35 for sending cooling water from the third passage 33 upstream of the thermostat 36 to the first passage 31 is connected to a path connecting the radiator 29 of the first passage 31 and the pump 31a. Have been.

エンジン３は、燃料を燃焼して稼動するため発熱するが、エンジン用ウォータジャケット３ａ内を流通する冷却水と熱交換をすることで冷却される。すなわち、第１通路３１からエンジン３に流入した冷却水は、エンジン３によって加熱されたあと、第２通路３２を流通する。
第２通路３２を流通する冷却水は、全固体電池２１に備えられた電池用ウォータジャケット２１ａに流入する。電池用ウォータジャケット２１ａは、エンジン３のエンジン用ウォータジャケット３ａと同様に、全固体電池２１と冷却水とで熱交換をさせることができる。すなわち、冷却水は、全固体電池２１より冷却水の方が高温のとき全固体電池２１によって冷却され、冷却水より全固体電池２１の方が高温のとき全固体電池２１によって加熱される。 The engine 3 generates heat because it operates by burning fuel, but is cooled by exchanging heat with cooling water flowing in the engine water jacket 3a. That is, the cooling water flowing into the engine 3 from the first passage 31 is heated by the engine 3 and then flows through the second passage 32.
The cooling water flowing through the second passage 32 flows into the battery water jacket 21 a provided in the all-solid-state battery 21. The battery water jacket 21a can perform heat exchange between the all-solid-state battery 21 and the cooling water, similarly to the engine water jacket 3a of the engine 3. That is, the cooling water is cooled by the all-solid-state battery 21 when the temperature of the cooling water is higher than that of the all-solid-state battery 21, and is heated by the all-solid-state battery 21 when the temperature of the all-solid-state battery 21 is higher than that of the cooling water.

ところで、第２通路３２には、エンジン３によって加熱された冷却水を冷却する装置（例えばラジエータ）が配設されていない。これにより、全固体電池２１は、高温な冷却水によって加熱され、規定温度程度にまで加熱される可能性があるが、上記した通り、全固体電池２１は高温下においても劣化が生じにくいため、第２通路３２に冷却水を冷却する装置を配設する必要がない。   By the way, in the second passage 32, a device (for example, a radiator) for cooling the cooling water heated by the engine 3 is not provided. Thereby, the all-solid-state battery 21 is heated by the high-temperature cooling water and may be heated to about the specified temperature. However, as described above, since the all-solid-state battery 21 hardly deteriorates even at a high temperature, There is no need to provide a device for cooling the cooling water in the second passage 32.

また、全固体電池２１を含むリチウムイオンを用いた電池は、温度が高いほどイオン伝導率が高くなり、充放電性能が向上するという性質を有している。換言すると、全固体電池２１は、エンジン３によって加熱された冷却水によって加熱されることで充放電性能を向上させることができる。
また、冷却水より全固体電池２１の方が高温のときは、全固体電池２１によって冷却水を加熱することができるので、エンジン３の昇温を早めることができる。 Also, batteries using lithium ions, including the all-solid-state battery 21, have the property that the higher the temperature, the higher the ionic conductivity and the higher the charge / discharge performance. In other words, the all-solid-state battery 21 can be improved in charge / discharge performance by being heated by the cooling water heated by the engine 3.
When the temperature of the all-solid-state battery 21 is higher than that of the cooling water, the cooling water can be heated by the all-solid-state battery 21, so that the temperature of the engine 3 can be increased faster.

全固体電池２１と熱交換をした冷却水は、第３通路３３に排出され、サーモスタット３６に流通する。サーモスタット３６は、第３通路３３を流通する冷却水の温度が所定温度以上になると徐々に開弁する。すなわち、サーモスタット３６は、冷却水の温度が所定温度以上のとき、冷却水の温度に対応する開度で開弁して第４通路３４に冷却水を流通させる。   The cooling water that has exchanged heat with the all-solid-state battery 21 is discharged to the third passage 33 and flows to the thermostat 36. The thermostat 36 gradually opens when the temperature of the cooling water flowing through the third passage 33 becomes equal to or higher than a predetermined temperature. That is, when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the predetermined temperature, the thermostat 36 opens the valve at an opening corresponding to the temperature of the cooling water and causes the cooling water to flow through the fourth passage 34.

第４通路３４に流通した冷却水は、ラジエータ２９内を流通して再び第１通路３１に流通する。このラジエータ２９は、冷却水と外気とで熱交換をして冷却水を冷却することが可能である。すなわち、ラジエータ２９は、冷却水を冷却して第１通路３１に流通させることでエンジン３を冷却することが可能である。
一方、サーモスタット３６は、冷却水の温度が所定温度未満のとき、閉弁する。また、冷却水の温度が所定温度以上であっても、冷却水の温度が所定温度に比較的近い場合、サーモスタット３６の開度が冷却水の温度に対応して狭くなる。 The cooling water flowing through the fourth passage 34 flows through the radiator 29 and again flows through the first passage 31. The radiator 29 can cool the cooling water by performing heat exchange between the cooling water and the outside air. That is, the radiator 29 can cool the engine 3 by cooling the cooling water and flowing the cooling water through the first passage 31.
On the other hand, the thermostat 36 closes when the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature. Further, even when the temperature of the cooling water is equal to or higher than the predetermined temperature, when the temperature of the cooling water is relatively close to the predetermined temperature, the opening of the thermostat 36 becomes narrow corresponding to the temperature of the cooling water.

すなわち、サーモスタット３６に流通する冷却水のうちの一部または全部は、第４通路３４に流通することなくバイパス通路３５に流通する。このようにして第３通路３３からバイパス通路３５に流通した冷却水は、ラジエータ２９によって冷却されることなく、再び第１通路３１に流通する。これにより、エンジン３は、冷却水を所定温度になるまで温めることができる。   That is, part or all of the cooling water flowing through the thermostat 36 flows through the bypass passage 35 without flowing through the fourth passage 34. The cooling water flowing from the third passage 33 to the bypass passage 35 in this way flows again to the first passage 31 without being cooled by the radiator 29. Thereby, the engine 3 can warm the cooling water until it reaches the predetermined temperature.

以上説明したように、第１実施形態に係る駆動ユニットでは、車両１に搭載され、稼動することで発熱するエンジン３と、エンジン３を冷却するラジエータ２９と、エンジン３とラジエータ２９とで冷却水を流通可能に接続する冷却回路３０と、エンジン３からラジエータ２９に向かって冷却水を流通させる第２通路３２及び第３通路３３と、車両１に搭載され、車両１を走行させるモータと、モータに電力を供給する全固体電池２１と、を備え、全固体電池２１は、固体電解質にリチウムを含有する全固体電池であり、冷却回路３０の第２通路３２及び第３通路３３に接続される。   As described above, in the drive unit according to the first embodiment, the engine 3 that is mounted on the vehicle 1 and generates heat when operating, the radiator 29 that cools the engine 3, and the cooling water generated by the engine 3 and the radiator 29. A cooling circuit 30 for circulating the cooling water, a second passage 32 and a third passage 33 for flowing cooling water from the engine 3 toward the radiator 29, a motor mounted on the vehicle 1 for running the vehicle 1, and a motor. And an all-solid-state battery 21 that supplies power to the cooling circuit 30. The all-solid-state battery 21 is an all-solid-state battery that contains lithium in the solid electrolyte, and is connected to the second passage 32 and the third passage 33 of the cooling circuit 30. .

従って、固体電解質にリチウムを含有する全固体電池２１を用いることで、二次電池の耐熱性を高めることができる。また、全固体電池２１が冷却回路３０のエンジン３からラジエータ２９に向かって冷却水を流通させる第２通路３２に接続したので、エンジン３によって加熱された冷却水を冷却することなく全固体電池２１に流通させて全固体電池２１を加熱することができる。   Therefore, by using the all-solid-state battery 21 containing lithium as the solid electrolyte, the heat resistance of the secondary battery can be improved. Further, since the all-solid-state battery 21 is connected to the second passage 32 for flowing the cooling water from the engine 3 of the cooling circuit 30 toward the radiator 29, the all-solid-state battery 21 is cooled without cooling the cooling water heated by the engine 3. To heat the all-solid-state battery 21.

特に、エンジン３は、燃料を燃焼して稼動する内燃機関なので、全固体電池２１に流通する冷却水を加熱することができる。さらには、エンジン３の温度調整を冷却水を利用して行うことで、全固体電池２１の温度調整も同時に行うことになる。ここで、上記したように、エンジン３の稼動温度域は７０℃〜１００℃であり、全固体電池２１の稼動温度域は−４０℃〜１５０℃である。すなわち、エンジン３の稼動温度域で温度調整することで、全固体電池２１の稼動温度域内で全固体電池２１の温度調整をすることができる。   In particular, since the engine 3 is an internal combustion engine that operates by burning fuel, it can heat the cooling water flowing through the all-solid-state battery 21. Furthermore, by adjusting the temperature of the engine 3 using cooling water, the temperature of the all-solid-state battery 21 is also adjusted at the same time. Here, as described above, the operating temperature range of the engine 3 is 70 ° C. to 100 ° C., and the operating temperature range of the all solid state battery 21 is −40 ° C. to 150 ° C. That is, by adjusting the temperature in the operating temperature range of the engine 3, the temperature of the all solid state battery 21 can be adjusted in the operating temperature range of the all solid state battery 21.

そして、冷却回路３０に設けられ、冷却回路３０のラジエータ２９からエンジン３に向かって冷却水を流通させる第１通路３１と、冷却回路３０に設けられ、冷却水が所定温度以上のときに開弁するサーモスタット３６と、冷却回路３０の第２通路３２から延び、第１通路３１に接続し、第２通路３２から第１通路３１に向かって冷却水を流通させるバイパス通路３５と、を備え、サーモスタット３６は、第２通路３２の全固体電池２１とラジエータ２９との間に配設され、バイパス通路３５は、第２通路３２の全固体電池２１とサーモスタット３６との間から延びる。   A first passage 31 provided in the cooling circuit 30 for flowing cooling water from the radiator 29 of the cooling circuit 30 toward the engine 3; and a valve provided in the cooling circuit 30 to open when the cooling water is at a predetermined temperature or higher. A thermostat 36, and a bypass passage 35 extending from the second passage 32 of the cooling circuit 30 and connected to the first passage 31 for flowing cooling water from the second passage 32 toward the first passage 31. 36 is provided between the all-solid-state battery 21 in the second passage 32 and the radiator 29, and the bypass passage 35 extends from between the all-solid-state battery 21 in the second passage 32 and the thermostat 36.

従って、冷却水が所定温度以上のときにはサーモスタット３６が開弁し冷却水がラジエータ２９によって冷却される一方、冷却水が所定温度未満のときにはサーモスタット３６が閉弁し冷却水がラジエータ２９によって冷却されないので、冷却水の温度が所定温度以上になるまで冷却水の冷却をしないようにすることができる。
また、サーモスタット３６が第２通路３２の全固体電池２１とラジエータ２９との間に配設され、バイパス通路３５が第２通路３２の全固体電池２１とサーモスタット３６との間から延びて第１通路３１に接続することで、エンジン３によって加熱された冷却水を全固体電池２１に流通させ、全固体電池２１によって加熱または冷却された冷却水の温度に応じて冷却水を冷却するか否かをサーモスタット３６によって選択することができる。 Therefore, when the cooling water is at or above the predetermined temperature, the thermostat 36 is opened and the cooling water is cooled by the radiator 29. On the other hand, when the cooling water is below the predetermined temperature, the thermostat 36 is closed and the cooling water is not cooled by the radiator 29. Alternatively, the cooling water may not be cooled until the temperature of the cooling water becomes equal to or higher than the predetermined temperature.
Further, a thermostat 36 is disposed between the all-solid-state battery 21 in the second passage 32 and the radiator 29, and a bypass passage 35 extends from between the all-solid-state battery 21 in the second passage 32 and the thermostat 36 to extend through the first passage. By connecting the cooling water to the cooling water 31, the cooling water heated by the engine 3 is allowed to flow through the all-solid-state battery 21, and whether to cool the cooling water according to the temperature of the cooling water heated or cooled by the all-solid-state battery 21 is determined. The thermostat 36 can be selected.

＜第２実施形態＞
以下、図３に基づき第２実施形態について説明する。
なお、上記第１実施形態と共通の構成については説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる部分について説明する。
図３を参照すると、第２実施形態に係る冷却回路１３０の概略構成図が示されている。 <Second embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG.
The description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and only the portions different from the first embodiment will be described.
Referring to FIG. 3, a schematic configuration diagram of a cooling circuit 130 according to the second embodiment is shown.

第２実施形態に係る冷却回路（熱媒体回路）１３０には、バイパス通路（第２バイパス通路）１３５及びサーモスタット（第２開閉弁）１３６が備えられている。バイパス通路１３５は、第２通路３２から第３通路３３に冷却水を流通可能に接続した通路である。このバイパス通路１３５を流通する冷却水は、全固体電池２１の電池用ウォータジャケット２１ａを流通しない。   The cooling circuit (heat medium circuit) 130 according to the second embodiment includes a bypass passage (second bypass passage) 135 and a thermostat (second on-off valve) 136. The bypass passage 135 is a passage that connects the second passage 32 to the third passage 33 so that the cooling water can flow therethrough. The cooling water flowing through the bypass passage 135 does not flow through the battery water jacket 21 a of the all-solid-state battery 21.

サーモスタット１３６は、第１実施形態に係るサーモスタット３６と同様に、第２通路３２を流通する冷却水の温度が一定温度（例えば６０℃）以上になると徐々に開弁し、規定温度（例えば１００℃）になると全開になる、感温式の弁である。
このように第２実施形態に係る冷却回路１３０にバイパス通路１３５及びサーモスタット１３６が備えられたことで、第２通路３２を流通する冷却水は、温度が一定温度未満のとき、全固体電池２１を流通せずに第３通路３３に流通する。 Similar to the thermostat 36 according to the first embodiment, the thermostat 136 gradually opens when the temperature of the cooling water flowing through the second passage 32 reaches a predetermined temperature (for example, 60 ° C.), and the specified temperature (for example, 100 ° C.). ) Is a temperature-sensitive valve that opens fully when it becomes).
By providing the cooling circuit 130 according to the second embodiment with the bypass passage 135 and the thermostat 136, the cooling water flowing through the second passage 32 allows the all-solid-state battery 21 to cool when the temperature is lower than a certain temperature. It circulates through the third passage 33 without circulating.

すなわち、冷却水の温度が一定温度未満で全固体電池２１を冷却する可能性があるときは、全固体電池２１に冷却水を流通させないようにすることができる。
以上説明したように、第２実施形態に係る駆動ユニットでは、冷却回路１３０における全固体電池２１の上流側と冷却回路１３０における全固体電池２１の下流側であってエンジン３の上流側とを接続するバイパス通路１３５と、冷却回路１３０に設けられ、冷却水が一定温度以上のときに開弁するサーモスタット１３６と、を備え、サーモスタット１３６は、全固体電池２１とバイパス通路１３５の上流側との間に配設される。 That is, when there is a possibility that the temperature of the cooling water is lower than the certain temperature and the all-solid-state battery 21 may be cooled, the cooling water can be prevented from flowing through the all-solid-state battery 21.
As described above, in the drive unit according to the second embodiment, the upstream side of the all solid state battery 21 in the cooling circuit 130 is connected to the downstream side of the all solid state battery 21 in the cooling circuit 130 and the upstream side of the engine 3. And a thermostat 136 provided in the cooling circuit 130 and opened when the cooling water is at a certain temperature or higher. The thermostat 136 is provided between the all-solid-state battery 21 and the upstream side of the bypass passage 135. It is arranged in.

従って、冷却水が一定温度以上のときにはサーモスタット１３６が開弁し冷却水が全固体電池２１に流通する一方、冷却水が一定温度未満のときにはサーモスタット１３６が閉弁し冷却水が全固体電池２１に流通しないので、冷却水の温度が一定温度以上になるまで冷却水によって全固体電池２１が冷却されないようにすることができる。
以上で本発明に係る駆動ユニットの説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。 Therefore, when the cooling water is at or above a certain temperature, the thermostat 136 opens and the cooling water flows to the all-solid-state battery 21, while when the cooling water is below a certain temperature, the thermostat 136 closes and the cooling water flows to the all-solid-state battery 21. Since it does not circulate, the all-solid-state battery 21 can be prevented from being cooled by the cooling water until the temperature of the cooling water becomes equal to or higher than a certain temperature.
The description of the drive unit according to the present invention is finished above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist of the invention.

例えば、本実施形態では、正極にＬｉＣｏＯ２を、負極にグラファイトを、電解質としてＬＧＰＳをそれぞれ備えた全固体電池２１を用いて説明したが、正極、負極及び電解質がすべて固体であればよく、電解質にＬＳＳＰＳ（例えばＬｉ１０．３５［Ｓｎ０．２７Ｓｉ１．０８］Ｐ１．６５Ｓ１２）を備えるようにしてもよく、いわゆる酸化物型全固体電池を全固体電池２１に用いてもよい。 For example, in the present embodiment, the all-solid-state battery 21 including LiCoO 2 for the positive electrode, graphite for the negative electrode, and LGPS as the electrolyte has been described. However, the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte may be all solid, and the electrolyte may be used. LSSPS (for example, Li 10.35 [Sn 0.27 Si 1.08 ] P 1.65 S 12 ) may be provided, and a so-called oxide type all solid state battery may be used for the all solid state battery 21.

また、本実施形態では、サーモスタット３６、１３６を用いて説明したが、冷却水の温度に応じてラジエータ２９及び全固体電池２１に冷却水を流通させることができればよく、電磁弁であってもよい。
また、本実施形態では、エンジン３の冷却をする冷却水を用いて説明したが、フロントモータ５やリヤモータ７のように稼働時に発熱する機器を冷却をする冷却水を用いてもよい。 Further, in the present embodiment, the description has been given using the thermostats 36 and 136. However, it is sufficient that the cooling water can flow through the radiator 29 and the all-solid-state battery 21 according to the temperature of the cooling water. .
Further, in the present embodiment, the description has been made using the cooling water for cooling the engine 3, but cooling water for cooling devices that generate heat during operation, such as the front motor 5 and the rear motor 7, may be used.

また、本実施形態では、熱媒体として冷却水を用いて説明したが、冷却水に代えてエンジン３内を循環するエンジンオイルを用い、ラジエータ２９をオイルクーラと、ポンプ３１ａをオイルポンプと、サーモスタット３６をリリーフ弁とそれぞれ置き換えてもよい。   Also, in the present embodiment, the description has been made using cooling water as the heat medium. However, instead of cooling water, engine oil circulating in the engine 3 is used, the radiator 29 is an oil cooler, the pump 31a is an oil pump, and the thermostat 36 may be replaced with a relief valve, respectively.

１ 車両
２ 駆動ユニット
３ エンジン（駆動部）
５ フロントモータ（駆動部、モータ）
７ リヤモータ（駆動部、モータ）
２１ 全固体電池（二次電池）
２９ ラジエータ（冷却部）
３０、１３０ 冷却回路（熱媒体回路）
３１ 第１通路（低温熱媒体通路）
３２ 第２通路（高温熱媒体通路）
３３ 第３通路（高温熱媒体通路）
３４ 第４通路（高温熱媒体通路）
３５ バイパス通路（第１バイパス通路）
３６ サーモスタット（第１開閉弁）
１３５ バイパス通路（第２バイパス通路）
１３６ サーモスタット（第２開閉弁） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Drive unit 3 Engine (drive part)
5 Front motor (drive unit, motor)
7 Rear motor (drive unit, motor)
21 All-solid-state battery (secondary battery)
29 Radiator (cooling unit)
30, 130 Cooling circuit (heat medium circuit)
31 1st passage (low temperature heat medium passage)
32 Second passage (high-temperature heat medium passage)
33 Third passage (high temperature heat medium passage)
34 4th passage (high temperature heat medium passage)
35 bypass passage (first bypass passage)
36 Thermostat (first open / close valve)
135 bypass passage (second bypass passage)
136 Thermostat (second on-off valve)

Claims (4)

車両に搭載され、稼動時に発熱する駆動部と、
前記駆動部を冷却する冷却部と、
前記駆動部と前記冷却部とを熱媒体を流通可能に接続する熱媒体回路と、
前記車両に搭載され、前記車両を走行させるモータと、
前記モータに電力を供給する二次電池と、を備え、
前記熱媒体回路は、前記駆動部から前記冷却部に向かって前記熱媒体を流通させる高温熱媒体通路を有し、
前記二次電池は、固体電解質にリチウムを含有する全固体電池であり、前記高温熱媒体通路に接続される駆動ユニット。 A drive unit mounted on the vehicle and generating heat during operation,
A cooling unit for cooling the driving unit;
A heat medium circuit that connects the drive unit and the cooling unit to allow a heat medium to flow therethrough,
A motor mounted on the vehicle to drive the vehicle,
A secondary battery that supplies power to the motor,
The heat medium circuit has a high-temperature heat medium passage that allows the heat medium to flow from the drive unit toward the cooling unit,
The secondary battery is an all-solid-state battery including a solid electrolyte containing lithium, and is a drive unit connected to the high-temperature heat medium passage. 前記駆動部は、燃料を燃焼して稼動する内燃機関である、請求項１に記載の駆動ユニット。   The drive unit according to claim 1, wherein the drive unit is an internal combustion engine that operates by burning fuel. 前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体が所定温度以上のときに開弁する第１開閉弁と、
前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体回路の前記冷却部から前記駆動部に向かって前記熱媒体を流通させる低温熱媒体通路と、
前記熱媒体回路の前記高温熱媒体通路から延び、前記低温熱媒体通路に接続し、前記高温熱媒体通路から前記低温熱媒体通路に向かって前記熱媒体を流通させる第１バイパス通路と、を備え、
前記第１開閉弁は、前記高温熱媒体通路の前記二次電池と前記冷却部との間に配設され、
前記第１バイパス通路は、前記高温熱媒体通路の前記二次電池と前記第１開閉弁との間から延びる、請求項１または２に記載の駆動ユニット。 A first on-off valve that is provided in the heat medium circuit and opens when the heat medium is equal to or higher than a predetermined temperature;
A low-temperature heat medium passage that is provided in the heat medium circuit and allows the heat medium to flow from the cooling unit of the heat medium circuit toward the drive unit;
A first bypass passage extending from the high-temperature heat medium passage of the heat medium circuit, connected to the low-temperature heat medium passage, and flowing the heat medium from the high-temperature heat medium passage toward the low-temperature heat medium passage. ,
The first on-off valve is disposed between the secondary battery and the cooling unit in the high-temperature heat medium passage,
The drive unit according to claim 1, wherein the first bypass passage extends from the high-temperature heat medium passage between the secondary battery and the first on-off valve. 前記熱媒体回路における前記二次電池の上流側と前記熱媒体回路における前記二次電池の下流側であって駆動部の上流側とを接続する第２バイパス通路と、
前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体が一定温度以上のときに開弁する第２開閉弁と、を備え、
前記第２開閉弁は、前記二次電池と前記第２バイパス通路の上流側との間の前記熱媒体回路に配設される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動ユニット。 A second bypass passage connecting the upstream side of the secondary battery in the heat medium circuit and the downstream side of the secondary battery in the heat medium circuit and the upstream side of the drive unit;
A second on-off valve that is provided in the heat medium circuit and opens when the heat medium is at or above a certain temperature,
4. The drive unit according to claim 1, wherein the second on-off valve is provided in the heat medium circuit between the secondary battery and an upstream side of the second bypass passage. 5.
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