JP2022092500A - Battery temperature adjustment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電池パックが有する二次電池の温度を調整する電池温調装置に関する。 The present invention relates to a battery temperature control device that adjusts the temperature of a secondary battery contained in a battery pack mounted on a vehicle.
電池温調装置として、二次電池からヒータに供給される電力によりヒータを駆動し、ヒータが発熱することによって二次電池を昇温させるものがある。関連する技術として、特許文献1がある。
As a battery temperature control device, there is a device that drives a heater by electric power supplied from a secondary battery to a heater and raises the temperature of the secondary battery by generating heat from the heater.
しかしながら、上記電池温調装置では、ヒータが駆動することによって二次電池の電力が消費されるため、車両に搭載されるヒータ以外の負荷に供給される電力が低減するという懸念がある。 However, in the battery temperature control device, since the power of the secondary battery is consumed by driving the heater, there is a concern that the power supplied to the load other than the heater mounted on the vehicle is reduced.
本発明の一側面に係る目的は、車両に搭載される電池パックが有する二次電池の温度を調整する電池温調装置において、車両に搭載されるヒータ以外の負荷に供給される電力が低減することを抑制することである。 An object of the present invention is to reduce power supplied to a load other than a heater mounted on a vehicle in a battery temperature control device for adjusting the temperature of a secondary battery contained in a battery pack mounted on the vehicle. It is to suppress that.
本発明に係る一つの形態である電池温調装置は、車両に搭載される電池パックが有する二次電池の温度を調整する電池温調装置であって、前記二次電池から供給される電力により駆動するヒータを有し、前記ヒータと熱媒体との間で熱交換を行う蓄熱器と、前記蓄熱器と前記電池パックとを互いに接続し、前記熱媒体が通る経路と、前記経路の電池パック側開口部を開状態または閉状態に切り替える電池パック側切替部と、前記経路の蓄熱器側開口部を開状態または閉状態に切り替える蓄熱器側切替部と、前記ヒータ、前記電池パック側切替部、及び前記蓄熱器側切替部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記二次電池の充電中、前記ヒータを駆動させて前記熱媒体に蓄熱し、前記車両の稼働中、前記ヒータを停止させるとともに、前記熱媒体と前記二次電池との間で熱交換が行われることで前記二次電池が昇温するように、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせる。 The battery temperature control device according to the present invention is a battery temperature control device that adjusts the temperature of the secondary battery of the battery pack mounted on the vehicle, and is based on the power supplied from the secondary battery. A heat storage device having a driven heater and exchanging heat between the heater and the heat medium, a path through which the heat storage device and the battery pack are connected to each other, and a battery pack of the path, and a battery pack of the path. The battery pack side switching unit that switches the side opening to the open state or the closed state, the heat storage device side switching unit that switches the heat storage device side opening of the path to the open state or the closed state, the heater, and the battery pack side switching unit. , And a control unit that controls the operation of the heat storage device side switching unit, and the control unit drives the heater to store heat in the heat medium while the secondary battery is being charged, and the vehicle is in operation. , The battery pack side opening and the heat storage device side opening so that the temperature of the secondary battery rises by stopping the heater and exchanging heat between the heat medium and the secondary battery. Open the part.
これにより、車両の稼働中、二次電池を昇温させる際、二次電池から供給される電力がヒータにより消費されないため、車両に搭載されるヒータ以外の負荷に供給される電力が低減することを抑制することができる。 As a result, when the temperature of the secondary battery is raised while the vehicle is in operation, the electric power supplied from the secondary battery is not consumed by the heater, so that the electric power supplied to the load other than the heater mounted on the vehicle is reduced. Can be suppressed.
また、上記電池温調装置は、前記経路に接続され、外気と前記熱媒体との間で熱交換を行うラジエータと、前記経路のラジエータ側開口部を開状態または閉状態に切り替えるラジエータ側切替部とを備え、前記制御部は、前記蓄熱器及び前記二次電池の温度に基づき、前記ラジエータ側開口部を開状態または閉状態に切り替えるように構成してもよい。 Further, the battery temperature control device is a radiator side switching unit that is connected to the path and exchanges heat between the outside air and the heat medium, and a radiator side switching unit that switches the radiator side opening of the path to an open state or a closed state. The control unit may be configured to switch the radiator side opening to an open state or a closed state based on the temperatures of the heat exchanger and the secondary battery.
これにより、外気により二次電池や蓄熱器の温度を調整することができるため、二次電池の消費電力を抑えることができ、車両に搭載されるヒータ以外の負荷に供給される電力が低減することをさらに抑制することができる。 As a result, the temperature of the secondary battery and the heat storage can be adjusted by the outside air, so that the power consumption of the secondary battery can be suppressed and the power supplied to the load other than the heater mounted on the vehicle is reduced. That can be further suppressed.
また、前記制御部は、前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が温度閾値より大きい場合で、かつ、前記二次電池の温度が低温側閾値から前記低温側閾値より大きい高温側閾値までの範囲内にある場合、前記電池パック側開口部、前記蓄熱器側開口部、及び前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記二次電池を保温させ、前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が前記温度閾値より大きい場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記低温側閾値より小さい場合、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせるとともに前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記蓄熱器から前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を昇温させ、前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が前記温度閾値より大きい場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記高温側閾値より大きい場合、前記電池パック側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記蓄熱器側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させるように構成してもよい。 Further, the control unit is in the case where the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold while the vehicle is in operation, and the temperature of the secondary battery is from the low temperature side threshold value to the high temperature side threshold value larger than the low temperature side threshold value. When it is within the range, the battery pack side opening, the heat storage device side opening, and the radiator side opening are closed to keep the secondary battery warm, and the heat storage device is operated while the vehicle is in operation. When the temperature of the secondary battery is larger than the temperature threshold and the temperature of the secondary battery is smaller than the low temperature side threshold, the battery pack side opening and the heat storage device side opening are opened and the radiator side. When the temperature of the secondary battery is raised by the heat medium moving from the heat storage device to the battery pack by closing the opening, and the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold value while the vehicle is in operation. When the temperature of the secondary battery is higher than the high temperature side threshold, the battery pack side opening and the radiator side opening are opened and the heat storage side opening is closed. The secondary battery may be configured to be cooled by the heat medium moving from the radiator to the battery pack.
これにより、車両の稼働中、蓄熱器やラジエータにより二次電池の温度を調整することができる。 As a result, the temperature of the secondary battery can be adjusted by the heat storage device or the radiator while the vehicle is in operation.
また、前記制御部は、前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が温度閾値以下である場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記低温側閾値より大きい高温側閾値より大きい場合、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせるとともに前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記蓄熱器から前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させ、前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が前記温度閾値以下である場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記高温側閾値以下の場合、前記蓄熱器側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記電池パック側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記蓄熱器に移動する前記熱媒体により前記蓄熱器を冷却させるように構成してもよい。 Further, when the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the temperature threshold while the vehicle is in operation, and the temperature of the secondary battery is larger than the high temperature side threshold value larger than the low temperature side threshold value, the control unit may use the control unit. The battery pack side opening and the heat storage device side opening are opened and the radiator side opening is closed, and the secondary battery is cooled by the heat medium that moves from the heat storage device to the battery pack. When the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the temperature threshold value and the temperature of the secondary battery is equal to or lower than the high temperature side threshold value while the vehicle is in operation, the heat storage device side opening and the radiator side are used. The opening may be opened and the battery pack side opening may be closed so that the heat storage medium is cooled by the heat medium moving from the radiator to the heat storage device.
これにより、車両の稼働中、蓄熱器やラジエータにより二次電池や蓄熱器の温度を調整することができる。 As a result, the temperature of the secondary battery or the heat storage device can be adjusted by the heat storage device or the radiator while the vehicle is in operation.
また、前記制御部は、前記二次電池の充電中、前記蓄熱器の温度が温度閾値より大きい場合、前記電池パック側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記蓄熱器側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させるように構成してもよい。 Further, when the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold during charging of the secondary battery, the control unit opens the battery pack side opening and the radiator side opening and opens the heat storage device side. The secondary battery may be cooled by the heat medium moving from the radiator to the battery pack by closing the unit.
これにより、二次電池の充電中、ラジエータにより二次電池の温度を調整することができる。 As a result, the temperature of the secondary battery can be adjusted by the radiator while the secondary battery is being charged.
また、前記制御部は、前記二次電池の充電中、前記蓄熱器の温度が温度閾値以下である場合、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせるとともに前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記蓄熱器から前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却または昇温させるように構成してもよい。 Further, when the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the temperature threshold during charging of the secondary battery, the control unit opens the battery pack side opening and the heat storage device side opening and opens the radiator side. The secondary battery may be configured to be cooled or heated by the heat medium moving from the heat storage device to the battery pack by closing the opening.
これにより、二次電池の充電中、蓄熱器により二次電池の温度を調整することができる。 As a result, the temperature of the secondary battery can be adjusted by the heat storage device while the secondary battery is being charged.
また、前記制御部は、前記蓄熱器の温度が駆動停止閾値以下である場合、前記ヒータを駆動させ、前記蓄熱器の温度が前記駆動停止閾値より大きい場合、前記ヒータを停止させ、前記車両の稼働率が稼働率閾値より小さい場合、前記駆動停止閾値を第1の所定値分大きくし、前記稼働率が前記稼働率閾値以上である場合、前記駆動停止閾値を第2の所定値分小さくするように構成してもよい。 Further, the control unit drives the heater when the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the drive stop threshold value, and stops the heater when the temperature of the heat storage device is larger than the drive stop threshold value of the vehicle. When the operating rate is smaller than the operating rate threshold value, the drive stop threshold value is increased by the first predetermined value, and when the operating rate is equal to or higher than the operating rate threshold value, the drive stop threshold value is decreased by the second predetermined value. It may be configured as follows.
これにより、車両の稼働率が比較的低く二次電池の温度が比較的低くなるときに、ヒータが駆動する頻度を高くして蓄熱器の温度を上げることができるとともに、車両の稼働率が比較器高く二次電池の温度が比較的高くなるときに、ヒータが停止する頻度を低くして蓄熱器の温度を下げることができるため、二次電池を昇温するために必要な電力を最適化することができる。 As a result, when the operating rate of the vehicle is relatively low and the temperature of the secondary battery is relatively low, the frequency at which the heater is driven can be increased to raise the temperature of the heat storage device, and the operating rates of the vehicles can be compared. When the temperature of the secondary battery is relatively high, the heater can be stopped less frequently to lower the temperature of the rechargeable battery, thus optimizing the power required to raise the temperature of the secondary battery. can do.
また、前記制御部は、前記車両の稼働中、前記二次電池の充電量が充電量閾値以下になった場合、前記電池パック側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記蓄熱器側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させるように構成してもよい。 Further, when the charge amount of the secondary battery becomes equal to or less than the charge amount threshold while the vehicle is in operation, the control unit opens the battery pack side opening and the radiator side opening and stores heat. The secondary battery may be cooled by the heat medium moving from the radiator to the battery pack by closing the container-side opening.
これにより、車両の稼働中、二次電池の次回の充電の準備のために二次電池を冷却することができる。 This allows the secondary battery to be cooled in preparation for the next charge of the secondary battery while the vehicle is in operation.
また、上記電池温調装置は、前記電池パック側切替部と前記蓄熱器側切替部との間に設けられ、前記熱媒体の流量を制御する流量制御弁を備えるように構成してもよい。 Further, the battery temperature control device may be provided between the battery pack side switching unit and the heat storage device side switching unit, and may be configured to include a flow rate control valve for controlling the flow rate of the heat medium.
これにより、二次電池の温度を目標温度にするためにかかる時間の短縮化を図ることができる。 As a result, it is possible to shorten the time required to bring the temperature of the secondary battery to the target temperature.
本発明によれば、車両に搭載される電池パックが有する二次電池の温度を調整する電池温調装置において、車両に搭載されるヒータ以外の負荷に供給される電力が低減することを抑制することができる。 According to the present invention, in the battery temperature control device for adjusting the temperature of the secondary battery of the battery pack mounted on the vehicle, it is possible to suppress the reduction of the electric power supplied to the load other than the heater mounted on the vehicle. be able to.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の電池温調装置の一例を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the battery temperature control device of the first embodiment.
図1に示す電池温調装置1は、フォークリフトや電気自動車などの車両Veに搭載される電池パック2が有する二次電池Bの温度を調整する。なお、二次電池Bは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの1つ以上の充放電可能な電池により構成される。
The battery
また、電池温調装置1は、蓄熱器3と、経路4と、電池パック側切替部5と、蓄熱器側切替部6と、ファンF1と、制御部7とを備える。
Further, the battery
蓄熱器3は、二次電池Bから供給される電力により駆動するヒータHを有する。ヒータHは、熱媒体(不凍液や空気など)との間で熱交換を行う。すなわち、二次電池BからヒータHに電力が供給されてヒータHが駆動すると、ヒータHが発熱し、蓄熱器3内の熱媒体が蓄熱する。
The
経路4は、配管などにより構成され、蓄熱器3と電池パック2とを互いに接続する。また、経路4には熱媒体が通る。
The
電池パック側切替部5は、バルブなどにより構成され、経路4における電池パック2近傍の開口部(電池パック側開口部)を開状態または閉状態に切り替える。電池パック側開口部が開状態になると、経路4と電池パック2との間で熱媒体の移動が可能な状態になり、電池パック側開口部が閉状態になると、経路4と電池パック2との間で熱媒体の移動が不可能な状態になる。
The battery pack
蓄熱器側切替部6は、バルブなどにより構成され、経路4における蓄熱器3近傍の開口部(蓄熱器側開口部)を開状態または閉状態に切り替える。蓄熱器側開口部が開状態になると、経路4と蓄熱器3との間で熱媒体が移動することができる状態になり、蓄熱器側開口部が閉状態になると、経路4と蓄熱器3との間で熱媒体が移動することができない状態になる。
The heat storage
ファンF1は、蓄熱器3と電池パック2との間の経路4内に設けられ、経路4内の熱媒体を循環させる。
The fan F1 is provided in the
制御部7は、マイクロコンピュータなどにより構成され、ヒータH、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びファンF1の動作を制御する。
The
図2は、第1実施形態の制御部7の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the
まず、制御部7は、制御周期毎に、二次電池Bが充電中であるか否かを判断するとともに車両Veが稼働中であるか否かを判断する(ステップS101、S102)。例えば、制御部7は、二次電池Bの充電を制御する充電制御部から送られてくる、二次電池Bの充電を開始した旨を示す情報を受け取ってから二次電池Bの充電を終了した旨を示す情報を受け取るまでの期間、二次電池Bが充電中であると判断し、それ以外の期間、二次電池Bが充電中でないと判断する。また、制御部7は、車両Veの走行を制御する走行制御部から送られてくる、車両Veの稼働を開始した旨を示す情報を受け取ってから車両Veの稼働を終了した旨を示す情報を受け取るまでの期間、車両Veが稼働中であると判断し、それ以外の期間、車両Veが稼働中でないと判断する。なお、走行制御部は、ユーザなどのキーオン操作により車両Veの稼働を開始し、キーオフ操作により車両Veの稼働を終了する。
First, the
次に、制御部7は、二次電池Bが充電中であると判断する場合(ステップS101:Yes)、ヒータHを駆動させるとともに、電池パック側開口部及び蓄熱器側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5及び蓄熱器側切替部6の動作を制御するとともに、ファンF1を停止させる(ステップS103)。これにより、蓄熱器3を密閉状態にさせるとともにヒータHを発熱させることができるため、ヒータHが発生する熱を利用して蓄熱器3内の熱媒体を効率よく蓄熱させることができる。
Next, when the
なお、制御部7は、二次電池Bの充電中、二次電池Bの充電に必要な電力と、ヒータHの駆動に必要な電力との合計電力が、車両Veの外部に設けられる不図示の充電器から電池パック2に供給されるように充電制御部に指示するように構成してもよい。これにより、車両Veの稼働中において、車両Veに搭載されるヒータH以外の負荷に供給される電力が低減することを抑制することができる。
In the
また、制御部7は、ステップS103において、図3(a)に示すように、蓄熱器3の温度が駆動停止閾値以下である場合、ヒータHを駆動させ、蓄熱器3の温度が駆動停止閾値より大きい場合、ヒータHを停止させるように構成してもよい。なお、駆動停止閾値は、例えば、蓄熱器3の定格温度とする。
Further, in step S103, when the temperature of the
または、制御部7は、ステップS103において、ヒータHを駆動させているとき、図3(b)に示す二次電池Bの充電量(二次電池Bの電圧または充電率(二次電池Bの満充電容量に対する現在の充電容量の割合))とヒータHに供給する電力との関係を示す情報D1を参照し、二次電池Bの現在の充電量に対応するヒータHの供給電力を求めるように構成してもよい。なお、図3(b)に示す情報D1では、二次電池Bの充電量が大きくなるほど、ヒータHに供給する電力が大きくなるものとする。また、ヒータHに供給される電力が大きくなるほど、ヒータHの温度が高くなるものとする。これにより、二次電池Bの充電量が大きいほど、ヒータHの温度を高くすることができる。なお、二次電池Bの充電量とヒータHの供給電力との関係は非線形でもよい。
Alternatively, when the heater H is being driven in step S103, the
または、制御部7は、ステップS103において、ヒータHを駆動させているとき、図3(c)に示す二次電池Bの温度とヒータHに供給する電力との関係を示す情報D2を参照し、二次電池Bの現在の温度に対応するヒータHの供給電力を求めるように構成してもよい。なお、図3(c)に示す情報D2では、二次電池Bの温度が低くなるほど、ヒータHに供給する電力が大きくなるものとする。これにより、二次電池Bの温度が低くなるほど、ヒータHの温度を高くすることができる。
Alternatively, the
または、制御部7は、ステップS103において、ヒータHを駆動させているとき、図3(b)に示す情報D1及び図3(c)に示す情報D2を参照し、二次電池Bの現在の充電量に対応するヒータHの供給電力、及び、二次電池Bの現在の温度に対応するヒータHの供給電力を求め、それら供給電力のうちの大きい方の供給電力をヒータHに供給する電力として採用するように構成してもよい。
Alternatively, when the heater H is being driven in step S103, the
また、図2に示すフローチャートにおいて、制御部7は、車両Veが稼働中であると判断する場合(ステップS102:Yes)、ヒータHを停止させるとともに、電池パック側開口部及び蓄熱器側開口部が開状態になるように電池パック側切替部5及び蓄熱器側切替部6の動作を制御するとともに、ファンF1を駆動させる(ステップS104)。これにより、二次電池Bの充電中において、蓄熱した熱媒体が蓄熱器3から電池パック2に移動し、熱媒体と二次電池Bとの間で熱交換が行われるため、二次電池Bを昇温させることができる。
Further, in the flowchart shown in FIG. 2, when the
このように、第1実施形態の電池温調装置1によれば、二次電池Bの充電中、ヒータHを駆動させて熱媒体を蓄熱しておき、車両Veの稼働中、ヒータHを停止させるとともに、蓄熱した熱媒体を用いて二次電池Bを昇温させている。これにより、車両Veの稼働中、二次電池Bから供給される電力がヒータHにより消費されないため、車両Veに搭載されるヒータH以外の負荷に供給される電力が低減することを抑制することができる。
As described above, according to the battery
<第2実施形態>
図4は、第2実施形態の電池温調装置の一例を示す図である。なお、図4において、図1に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 4 is a diagram showing an example of the battery temperature control device of the second embodiment. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図4に示す電池温調装置1は、蓄熱器3と、経路4と、電池パック側切替部5と、蓄熱器側切替部6と、ファンF1と、制御部7と、ラジエータ8と、ラジエータ側切替部9と、ファンF2と、ファンF3とを備える。
The battery
ラジエータ8は、冷却装置であり、経路4に接続される。また、ラジエータ8において、外気と熱媒体との間で熱交換が行われる。
The
ラジエータ側切替部9は、バルブなどにより構成され、経路4におけるラジエータ8近傍の開口部(ラジエータ側開口部)を開状態または閉状態に切り替える。ラジエータ側開口部が開状態になると、経路4とラジエータ8との間で熱媒体が移動することができる状態になり、ラジエータ側開口部が閉状態になると、経路4とラジエータ8との間で熱媒体が移動することができない状態になる。
The radiator
ファンF2は、蓄熱器3とラジエータ8との間の経路4内に設けられ、経路4内の熱媒体を循環させる。
The fan F2 is provided in the
ファンF3は、ラジエータ8に設けられ、ラジエータ8内を通る外気の流量を増加させる。
The fan F3 is provided in the
制御部7は、蓄熱器3及び二次電池Bの温度に基づいて、ヒータH、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、ラジエータ側切替部9、及びファンF1~F3の動作を制御する。なお、蓄熱器3及び二次電池Bの温度はサーミスタなどの不図示の温度センサにより計測される。
The
図5は、第2実施形態の制御部7の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the
まず、制御部7は、制御周期毎に、二次電池Bが充電中であるか否かを判断するとともに車両Veが稼働中であるか否かを判断する(ステップS201、S202)。
First, the
次に、制御部7は、二次電池Bが充電中であると判断する場合で(ステップS201:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値より大きい場合(ステップS203:Yes)、電池パック側開口部及びラジエータ側開口部が開状態になるとともに蓄熱器側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF1~F3を駆動させる(ステップS204)。これにより、二次電池Bの充電中、外気と熱交換された熱媒体により二次電池Bを冷却することができる。なお、温度閾値は、二次電池Bの定格温度に基づいて設定されてもよい。
Next, the
また、制御部7は、ステップS204において、図3(a)に示すように、蓄熱器3の温度が駆動停止閾値以下である場合、ヒータHを駆動させ、蓄熱器3の温度が駆動停止閾値より大きい場合、ヒータHを停止させるように構成してもよい。
Further, in step S204, when the temperature of the
または、制御部7は、ステップS204において、ヒータHを駆動させているとき、図3(b)に示す情報D1を参照し、二次電池Bの現在の充電量に対応するヒータHの供給電力を求めるように構成してもよい。
Alternatively, when the
または、制御部7は、ステップS204において、ヒータHを駆動させているとき、図3(c)に示す情報D2を参照し、二次電池Bの現在の温度に対応するヒータHの供給電力を求めるように構成してもよい。
Alternatively, when the heater H is being driven in step S204, the
または、制御部7は、ステップS204において、ヒータHを駆動させているとき、図3(b)に示す情報D1及び図3(c)に示す情報D2を参照し、二次電池Bの現在の充電量に対応するヒータHの供給電力、及び、二次電池Bの現在の温度に対応するヒータHの供給電力を求め、それら供給電力のうちの大きい方の供給電力をヒータHに供給する電力として採用するように構成してもよい。
Alternatively, when the heater H is being driven in step S204, the
また、図5に示すフローチャートにおいて、制御部7は、二次電池Bが充電中であると判断する場合で(ステップS201:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値以下である場合(ステップS203:No)、蓄熱器側開口部及び電池パック側開口部が開状態になるとともにラジエータ側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF1のみを駆動させる(ステップS205)。これにより、二次電池Bの充電中、ヒータHが停止している場合、蓄熱器3と熱交換された熱媒体により二次電池Bを冷却することができる。また、二次電池Bの充電中、ヒータHが駆動している場合、蓄熱器3と熱交換された熱媒体により二次電池Bを昇温することができる。
Further, in the flowchart shown in FIG. 5, the
また、制御部7は、車両Veが稼働中であると判断する場合で(ステップS202:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値より大きい場合で(ステップS206:Yes)、かつ、二次電池Bの温度が低温側閾値から高温側閾値までの範囲内にある場合(ステップS207:No、ステップS208:No)、ヒータHを停止させるとともに、電池パック側開口部、蓄熱器側開口部、及びラジエータ側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF1~F3を停止させる(ステップS209)。なお、高温側閾値は、二次電池Bの定格温度の上限値としてもよい。また、低温側閾値は、二次電池Bの定格温度の下限値としてもよい。これにより、二次電池Bを適温(定格温度の下限値から上限値までの範囲)に保つことができるため、二次電池Bの劣化を抑えることができる。
Further, the
また、制御部7は、車両Veが稼働中であると判断する場合で(ステップS202:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値より大きい場合で(ステップS206:Yes)、かつ、二次電池Bの温度が低温側閾値より小さい場合(ステップS207:Yes)、ヒータHを停止させるとともに、蓄熱器側開口部及び電池パック側開口部が開状態になるとともにラジエータ側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF1のみを駆動させる(ステップS205)。これにより、車両Veの稼働中、蓄熱器3と熱交換された熱媒体により二次電池Bを昇温させることができる。
Further, the
また、制御部7は、車両Veが稼働中であると判断する場合で(ステップS202:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値より大きい場合で(ステップS206:Yes)、かつ、二次電池Bの温度が高温側閾値より大きい場合(ステップS207:No、ステップS208:Yes)、ヒータHを停止させるとともに、電池パック側開口部及びラジエータ側開口部が開状態になるとともに蓄熱器側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するともに、ファンF1~F3を駆動させる(ステップS210)。これにより、車両Veの稼働中、外気と熱交換された熱媒体により二次電池Bを冷却することができる。
Further, the
また、制御部7は、車両Veが稼働中であると判断する場合で(ステップS202:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値以下である場合で(ステップS206:No)、かつ、二次電池Bの温度が高温側閾値より大きい場合(ステップS211:Yes)、ヒータHを停止させるとともに、蓄熱器側開口部及び電池パック側開口部が開状態になるとともにラジエータ側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF1のみを駆動させる(ステップS205)。これにより、車両Veの稼働中、蓄熱器3と熱交換された熱媒体により二次電池Bを冷却することができる。
Further, the
また、制御部7は、車両Veが稼働中であると判断する場合で(ステップS202:Yes)、かつ、蓄熱器3の温度が温度閾値以下である場合で(ステップS206:No)、かつ、二次電池Bの温度が高温側閾値以下である場合(ステップS211:No)、ヒータHを停止させるとともに、蓄熱器側開口部及びラジエータ側開口部が開状態になるとともに電池パック側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF2及びファン3のみを駆動させる(ステップS212)。これにより、車両Veの稼働中、外気と熱交換された熱媒体により蓄熱器3を冷却することができる。蓄熱器3の温度が温度閾値以下である状態は、車両Veの稼働が所定時間経過したと判断されるため、次の充電および蓄熱に向けて蓄熱器3を適温まで冷却し、次の充電および蓄電の準備をすることができる。
Further, the
なお、図5に示すフローチャートにおいて、ステップS201、S203、S204、S211、S212を省略してもよい。 In the flowchart shown in FIG. 5, steps S201, S203, S204, S211 and S212 may be omitted.
また、図5に示すフローチャートにおいて、ステップS201、S203、S204を省略してもよい。 Further, in the flowchart shown in FIG. 5, steps S201, S203, and S204 may be omitted.
また、図5に示すフローチャートにおいて、ステップS211、S212を省略してもよい。 Further, in the flowchart shown in FIG. 5, steps S211 and S212 may be omitted.
このように、第2実施形態の電池温調装置1では、第1実施形態の電池温調装置1と同様に、二次電池Bの充電中、ヒータHを駆動させて熱媒体を蓄熱しておき、車両Veの稼働中、ヒータHを停止させるとともに、蓄熱した熱媒体を用いて二次電池Bを昇温させている。これにより、車両Veの稼働中、二次電池Bから供給される電力がヒータHにより消費されないため、車両Veに搭載されるヒータH以外の負荷に供給される電力が低減することを抑制することができる。
As described above, in the battery
また、第2実施形態の電池温調装置1では、ラジエータ8を備えているため、外気により二次電池Bや蓄熱器3を冷却することができる。これにより、車両Veの稼働中、二次電池Bや蓄熱器3を冷却するために二次電池Bの電力が消費されないため、車両Veに搭載されるヒータH以外の負荷に供給される電力が低減することをさらに抑制することができる。
Further, since the battery
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
<変形例1>
制御部7は、図5に示すステップS203において、車両Veの稼働率が稼働率閾値より小さい場合、駆動停止閾値を第1の所定値分大きくし、車両Veの稼働率が稼働率閾値以上である場合、駆動停止閾値を第2の所定値分小さくするように構成してもよい。なお、車両Veの稼働率は、単位時間に対する車両Veの稼働時間の割合とする。また、稼働率閾値、第1の所定値、及び第2の所定値は、実験やシミュレーションなどにより設定される任意の値とする。
<
In step S203 shown in FIG. 5, when the operating rate of the vehicle Ve is smaller than the operating rate threshold value, the
これにより、車両Veの稼働率が比較的低く二次電池Bの温度が比較的低くなるときに、ヒータHが駆動する頻度を高くして蓄熱器3の温度を上げることができるとともに、車両Veの稼働率が比較器高く二次電池Bの温度が比較的高くなるときに、ヒータHが停止する頻度を低くして蓄熱器3の温度を下げることができるため、二次電池Bを昇温するために必要な電力を最適化することができる。
As a result, when the operating rate of the vehicle Ve is relatively low and the temperature of the secondary battery B is relatively low, the frequency with which the heater H is driven can be increased to raise the temperature of the
<変形例2>
制御部7は、車両Veが稼働中である場合で(図5に示すステップS202:Yes)、かつ、二次電池Bの充電量が充電量閾値以下になった場合、ヒータHを停止させるとともに、電池パック側開口部及びラジエータ側開口部が開状態になるとともに蓄熱器側開口部が閉状態になるように、電池パック側切替部5、蓄熱器側切替部6、及びラジエータ側切替部9の動作を制御するとともに、ファンF1~F3を駆動させるように構成してもよい。
<
When the vehicle Ve is in operation (step S202: Yes shown in FIG. 5) and the charge amount of the secondary battery B becomes equal to or less than the charge amount threshold value, the
これにより、車両Veの稼働中、二次電池Bの次回の充電の準備のために二次電池Bを冷却することができる。 As a result, the secondary battery B can be cooled in preparation for the next charge of the secondary battery B while the vehicle Ve is in operation.
<変形例3>
第1実施形態または第2実施形態の電池温調装置1は、図6または図7に示すように、熱媒体の流量を制御する流量制御部10を備えるように構成してもよい。なお、流量制御部10は、バルブなどにより構成され、電池パック側切替部5と蓄熱器側切替部6との間に設けられているものとする。また、制御部7は、ユーザなどの指示により流量制御部10の動作を制御するように構成してもよい。
<
As shown in FIG. 6 or 7, the battery
これにより、熱媒体の流量が増加するように流量制御部10の動作を制御することで、二次電池Bの温度を目標温度にするためにかかる時間の短縮化を図ることができる。
As a result, by controlling the operation of the flow
1 電池温調装置
2 電池パック
3 蓄熱器
4 経路
5 電池パック側切替部
6 蓄熱器側切替部
7 制御部
8 ラジエータ
9 ラジエータ側切替部
Ve 車両
B 二次電池
H ヒータ
F1~F3 ファン
1 Battery
Claims (9)
前記二次電池から供給される電力により駆動するヒータを有し、前記ヒータと熱媒体との間で熱交換を行う蓄熱器と、
前記蓄熱器と前記電池パックとを互いに接続し、前記熱媒体が通る経路と、
前記経路の電池パック側開口部を開状態または閉状態に切り替える電池パック側切替部と、
前記経路の蓄熱器側開口部を開状態または閉状態に切り替える蓄熱器側切替部と、
前記ヒータ、前記電池パック側切替部、及び前記蓄熱器側切替部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記二次電池の充電中、前記ヒータを駆動させて前記熱媒体に蓄熱し、前記車両の稼働中、前記ヒータを停止させるとともに、前記熱媒体と前記二次電池との間で熱交換が行われることで前記二次電池が昇温するように、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせる
ことを特徴とする電池温調装置。 It is a battery temperature control device that adjusts the temperature of the secondary battery of the battery pack mounted on the vehicle.
A heat storage device having a heater driven by electric power supplied from the secondary battery and exchanging heat between the heater and a heat medium.
A path through which the heat medium is connected by connecting the heat storage device and the battery pack to each other,
The battery pack side switching unit that switches the battery pack side opening of the path to the open state or the closed state, and
A heat storage side switching unit that switches the heat storage side opening of the path to an open state or a closed state, and
A control unit that controls the operation of the heater, the battery pack side switching unit, and the heat storage device side switching unit.
Equipped with
The control unit drives the heater to store heat in the heat medium while charging the secondary battery, stops the heater while the vehicle is in operation, and between the heat medium and the secondary battery. A battery temperature control device, characterized in that the opening on the battery pack side and the opening on the heat storage device side are opened so that the temperature of the secondary battery rises as a result of heat exchange.
前記経路に接続され、外気と前記熱媒体との間で熱交換を行うラジエータと、
前記経路のラジエータ側開口部を開状態または閉状態に切り替えるラジエータ側切替部と、
を備え、
前記制御部は、前記蓄熱器及び前記二次電池の温度に基づき、前記ラジエータ側開口部を開状態または閉状態に切り替える
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to claim 1.
A radiator connected to the path and exchanging heat between the outside air and the heat medium,
A radiator side switching unit that switches the radiator side opening of the path to an open state or a closed state,
Equipped with
The control unit is a battery temperature control device that switches the radiator-side opening to an open state or a closed state based on the temperatures of the heat storage device and the secondary battery.
前記制御部は、
前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が温度閾値より大きい場合で、かつ、前記二次電池の温度が低温側閾値から前記低温側閾値より大きい高温側閾値までの範囲内にある場合、前記電池パック側開口部、前記蓄熱器側開口部、及び前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記二次電池を保温させ、
前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が前記温度閾値より大きい場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記低温側閾値より小さい場合、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせるとともに前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記蓄熱器から前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を昇温させ、
前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が前記温度閾値より大きい場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記高温側閾値より大きい場合、前記電池パック側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記蓄熱器側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させる
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to claim 2.
The control unit
When the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold while the vehicle is in operation, and the temperature of the secondary battery is within the range from the low temperature side threshold to the high temperature side threshold larger than the low temperature side threshold, the said. The battery pack side opening, the heat storage device side opening, and the radiator side opening are closed to keep the secondary battery warm.
When the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold value and the temperature of the secondary battery is smaller than the low temperature side threshold value during the operation of the vehicle, the battery pack side opening and the heat storage device side opening And the radiator side opening is closed, and the temperature of the secondary battery is raised by the heat medium that moves from the heat storage device to the battery pack.
When the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold and the temperature of the secondary battery is higher than the high temperature side threshold during the operation of the vehicle, the battery pack side opening and the radiator side opening are opened. A battery temperature control device characterized in that the secondary battery is cooled by the heat medium moving from the radiator to the battery pack by opening the heat storage device side opening and closing the heat storage side opening.
前記制御部は、
前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が温度閾値以下である場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記低温側閾値より大きい高温側閾値より大きい場合、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせるとともに前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記蓄熱器から前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させ、
前記車両の稼働中、前記蓄熱器の温度が前記温度閾値以下である場合で、かつ、前記二次電池の温度が前記高温側閾値以下の場合、前記蓄熱器側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記電池パック側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記蓄熱器に移動する前記熱媒体により前記蓄熱器を冷却させる
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to claim 2 or 3.
The control unit
When the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the temperature threshold while the vehicle is in operation, and the temperature of the secondary battery is larger than the high temperature side threshold value larger than the low temperature side threshold value, the battery pack side opening and the said The opening on the heat storage side is opened and the opening on the radiator side is closed, and the secondary battery is cooled by the heat medium moving from the heat storage to the battery pack.
When the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the temperature threshold value and the temperature of the secondary battery is equal to or lower than the high temperature side threshold value during operation of the vehicle, the heat storage device side opening and the radiator side opening The battery temperature control device is characterized in that the battery pack side opening is closed and the heat storage medium is cooled by the heat medium moving from the radiator to the heat storage device.
前記制御部は、前記二次電池の充電中、前記蓄熱器の温度が温度閾値より大きい場合、前記電池パック側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記蓄熱器側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させる
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to any one of claims 2 to 4.
When the temperature of the heat storage device is higher than the temperature threshold during charging of the secondary battery, the control unit opens the battery pack side opening and the radiator side opening and opens the heat storage device side opening. A battery temperature control device, characterized in that the secondary battery is cooled by the heat medium that moves from the radiator to the battery pack in a closed state.
前記制御部は、前記二次電池の充電中、前記蓄熱器の温度が温度閾値以下である場合、前記電池パック側開口部及び前記蓄熱器側開口部を開状態にさせるとともに前記ラジエータ側開口部を閉状態にさせて、前記蓄熱器から前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却または昇温させる
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to any one of claims 2 to 4.
When the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the temperature threshold during charging of the secondary battery, the control unit opens the battery pack side opening and the heat storage device side opening and the radiator side opening. A battery temperature control device, characterized in that the secondary battery is cooled or heated by the heat medium that moves from the heat storage device to the battery pack.
前記制御部は、
前記蓄熱器の温度が駆動停止閾値以下である場合、前記ヒータを駆動させ、
前記蓄熱器の温度が前記駆動停止閾値より大きい場合、前記ヒータを停止させ、
前記車両の稼働率が稼働率閾値より小さい場合、前記駆動停止閾値を第1の所定値分大きくし、
前記稼働率が前記稼働率閾値以上である場合、前記駆動停止閾値を第2の所定値分小さくする
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to any one of claims 2 to 4.
The control unit
When the temperature of the heat storage device is equal to or lower than the drive stop threshold value, the heater is driven to drive the heater.
When the temperature of the heat storage device is larger than the drive stop threshold value, the heater is stopped and the heater is stopped.
When the operating rate of the vehicle is smaller than the operating rate threshold value, the drive stop threshold value is increased by a first predetermined value.
A battery temperature control device characterized in that when the operating rate is equal to or higher than the operating rate threshold value, the drive stop threshold value is reduced by a second predetermined value.
前記制御部は、前記車両の稼働中、前記二次電池の充電量が充電量閾値以下になった場合、前記電池パック側開口部及び前記ラジエータ側開口部を開状態にさせるとともに前記蓄熱器側開口部を閉状態にさせて、前記ラジエータから前記電池パックに移動する前記熱媒体により前記二次電池を冷却させる
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to any one of claims 2 to 4.
When the charge amount of the secondary battery becomes equal to or less than the charge amount threshold while the vehicle is in operation, the control unit opens the battery pack side opening and the radiator side opening and opens the heat storage side. A battery temperature control device, characterized in that the secondary battery is cooled by the heat medium that moves from the radiator to the battery pack with the opening closed.
前記電池パック側切替部と前記蓄熱器側切替部との間に設けられ、前記熱媒体の流量を制御する流量制御弁を備える
ことを特徴とする電池温調装置。 The battery temperature control device according to any one of claims 1 to 8.
A battery temperature control device provided between the battery pack side switching unit and the heat storage side switching unit and provided with a flow rate control valve for controlling the flow rate of the heat medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020205335A JP2022092500A (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Battery temperature adjustment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020205335A JP2022092500A (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Battery temperature adjustment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022092500A true JP2022092500A (en) | 2022-06-22 |
Family
ID=82068225
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2020205335A Pending JP2022092500A (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Battery temperature adjustment device |
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Country | Link |
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-
2020
- 2020-12-10 JP JP2020205335A patent/JP2022092500A/en active Pending
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