JP2022118474A - 電池ユニットおよびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電池セルを備える電池ユニットについて、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える機構を、簡易な構成で実現する。【解決手段】複数の電池セル10を備える電池ユニットは、電池セル10と熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える切替機構を備える。切替機構は、熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材20を含み、隣り合う電池セル10間にそれぞれ配置された熱伝導部2を備える。切替機構は、熱伝導材20と電池セル10とが密接している状態と、熱伝導材20と電池セル10とが密接していない状態とを切り替え可能に構成されている【選択図】図6
Description
ここに開示された技術は、複数の電池セルを備える電池ユニットの温度制御に関する。
複数の電池セルを備える電池ユニットの温度制御構造としては、一般に、電池セル同士の間に熱伝導材を配置する構造が知られている。
また、特許文献1では、対向する2つの物体の間に間隙を形成し、この間隙内に、液体状の伝熱媒体を挿脱可能に構成された熱スイッチが開示されている。制御部は、間隙に沿って設けられた電極と誘電体に電圧を印加することによって、エレクトロウェッティング現象を発生させて、伝熱媒体の挿脱を制御する。これにより、2つの物体間の伝熱または断熱を切り替えることができる。
しかしながら、複数の電池セルを備える電池ユニットに対して、特許文献1の構成を適用しようとすると、次のような問題が生じる。すなわち、電池セルは、その状態例えば劣化によって膨張することがある。この電池セルの膨張を考慮すると、特許文献1の構成を適用する場合には、電池セル間に大きな間隙を形成する必要がある。このため、伝熱/断熱の切り替えのために大量の伝熱媒体を要することになり、これにより、電池ユニットの構成が複雑化し、大がかりなものになってしまう懸念がある。
ここに開示された技術は、複数の電池セルを備える電池ユニットについて、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える機構を、簡易な構成によって、実現することを目的とする。
ここに開示された技術では、電池ユニットは、並べて配置された複数の電池セルと、前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態/断熱状態を切り替える切替機構とを備え、前記切替機構は、前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備え、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている。
この構成によると、複数の電池セルを備える電池ユニットは、複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える切替機構を備える。切替機構は、熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備える。このため、熱伝導材と電池セルとが密接しているときは、熱交換媒体によって電池セルの温度制御を行うことができる。そして、この切替機構は、熱伝導材と電池セルとが密接している状態と、熱伝導材と電池セルとが密接していない状態とを切り替え可能に構成されている。熱伝導材と電池セルとが密接している状態では、電池セルと熱交換媒体との間は伝熱状態になり、熱伝導材と電池セルとが密接していない状態では、電池セルと熱交換媒体との間は断熱状態になる。したがって、簡易な構成によって、伝熱/断熱の切り替えを行うことができる。
また、前記電池ユニットにおいて、前記切替機構は、前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第1方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構を備え、前記熱伝導材は、波板形状を有しており、前記押圧機構が前記第1方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が第1方向に外力を作用させないときは、波板形状になる、としてもよい。
これにより、波板形状を有する熱伝導材と、電池セルに外力を作用させる押圧機構とによって、複数の電池セルの伝熱/断熱を切り替える切替機構を実現することができる。
また、前記電池ユニットにおいて、前記切替機構は、前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第1方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構を備え、前記熱伝導部は、前記熱伝導材と前記電池セルとの間に配置された、シート部材を含み、前記シート部材は、波板形状であり、前記押圧機構が前記第1方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が前記第1方向に外力を作用させないときは、波板形状になる、としてもよい。
これにより、波板形状を有するシート部材と、電池セルに外力を作用させる押圧機構とによって、複数の電池セルの伝熱/断熱を切り替える切替機構を実現することができる。
また、ここに開示された技術は、複数の電池セルをそれぞれ備える第1および第2電池モジュールを含む電池ユニットの制御方法であって、前記第1電池モジュールと前記第2電池モジュールとは、電池セルの配置形態が異なっており、前記第1電池モジュールは、上述した電池ユニットと同一構成を備えており、前記制御方法は、前記第1電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態にするステップと、前記熱交換媒体によって、前記第1および第2電池モジュールを冷却するステップと、前記第1電池モジュールの電池セルの温度が所定温度を下回ったとき、前記第1電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える。
これにより、電池セルの配置形態が異なっている第1および第2電池モジュールについて、熱交換媒体によって、第1および第2電池モジュールを冷却しつつ、第1電池モジュールについて、熱交換媒体と電池セルとを断熱状態にして冷却を停止することができる。これにより、例えば、ハイレート劣化の耐性が低いモジュールについて、過冷却を抑制することができる。
また、ここに開示された技術は、上述した電池ユニットの制御方法であって、前記電池セルの温度を検知するステップと、前記電池セルの温度が、発火の可能性がある所定温度を上回ったとき、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える。
これにより、電池セルの温度が、発火の可能性がある所定温度を上回ったとき、電池セル同士の間を断熱状態にすることができるので、電池の類焼を防ぐことができる。
以上説明したように、ここに開示された技術によると、複数の電池セルを備える電池ユニットについて、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える機構を、簡易な構成で実現することが可能になる。
以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は電池ユニットの冷却構造の例である。図1の電池ユニットは、並べて配置された複数の電池セル10を備えている。電池セル10は、扁平な略直方体形状を有しており、面積が大きい面が互いに重なるように配置されている。電池セル10の一側面(図では上側の面)に、+極および-極となる端子101,102が設けられている。
電池セル10同士の間に、平板状の熱伝導材11が配置されている。図1では、図の分かりやすさのために、電池セル10と熱伝導材11と間に間隔を開けている箇所があるが、実際の構造では、電池セル10と熱伝導材11とは密接している。熱伝導材11は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。また、熱伝導材11は、複数の電池セル10の一側面(図では手前側の面)の側に、熱交換媒体との間で伝熱を行う伝熱面12を備える。熱交換媒体としては、例えば、電動機とエンジンの両方を備える電動車両に電池ユニットが搭載される場合は、エンジン冷却水が用いられる。
図2は図1の冷却構造において、電池セル10と熱伝導材11の関係を示す図である。ここで、扁平立方体形状の電池セル10は、内部で発生した熱が、面積の大きい面まで移動する距離が短い。このため、面積の大きい面に熱伝導材11を接触させることによって、冷却性能を高めることができる。
ここで、複数の電池セルを備える電池ユニットを電動車両に搭載する場合には、次のような問題がある。例えば、専用設計を行うEVの場合は、搭載する電池セルの配置方向を統一することは可能である。しかしながら、例えば内燃機関搭載車両をベースにしてEVやPHVを設計する場合には、電池セルの配置方向が異なるモジュールを組み合わせることによって、スペース効率を向上できる可能性がある。
図3は本実施形態における電池ユニットの構成例である。図3の電池ユニット1は、電池セル10の配置形態が異なる3種類のモジュール1,2,3を含んでいる。モジュール1,2は、電池セル10が立った状態で水平方向に並べられている。ただし、モジュール1では、電池セル10は端子101,102が図面上側にくる向きで並べられており、モジュール2では、電池セル10は端子101,102が図面手前側にくる向きで並べられている。モジュール3は、電池セル10が寝た状態で上下方向に並べられている。
図4は図3の電池ユニットにおけるモジュール1,2,3の劣化特性を示すグラフである。図4に示すように、温度劣化に関しては、モジュール1,2,3は同様の特性を有しており、例えば50℃を超えるような高温になると、いずれのモジュール1,2,3でも温度劣化が起こりやすくなる。一方、ハイレート劣化に関しては、電池セルの配置方向とハイレート劣化の耐性との間に関係があることが分かっている。すなわち、電池セルを寝かせた状態では、電池セルを立てた状態に比べて、電極群が電解液に接触する面積が大きいために、ハイレート劣化の耐性が高くなる。したがって、図4に示すように、モジュール1,2は、モジュール3に比べてハイレート劣化を起こしやすい。例えば40℃を下回るような低温になると、モジュール1,2はハイレート劣化が起こりやすくなる。
したがって、図3のような電池ユニット1を用いる場合には、温度劣化だけでなくハイレート劣化についても考慮する必要があるため、電池セルの温度を、所定の適温範囲、例えば42℃~48℃に制御する必要がある。
例えばエンジン冷却水を冷媒として使用し、ファン制御やポンプ制御により冷媒温度および冷媒流量を制御する冷却システムでは、電池使用時には大放電、大充電時の急激な過熱に備え、MAX制御すなわち冷却効果を最大にする制御を行うのが一般的である。ところが、このMAX制御により、電池が過冷却されることによって、ハイレート劣化が進む懸念がある。また、電池非使用時にファンやポンプを可変制御して電池を適温範囲に制御しようとしても、冷媒温度や冷媒流量は急激には変化しない。このため、冷え過ぎた電池セルの温度を適温範囲に戻すまでに時間を要し、この間にハイレート劣化が進んでしまう懸念がある。
このような課題を解決するためには、電池ユニットが、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える切替機構を備えることが好ましい。この切替機構によって、例えば、過冷却のおそれがある電池セルと冷媒とを断熱状態にすることによって、ハイレート劣化を抑制することが可能になる。
<第1構成例>
図5および図6は本実施形態に係る電池ユニットの第1構成例を示す。図5(a)は、電池セル10の間に配置される熱伝導部2の構成を示す斜視図であり、図5(b)は図5(a)の構成を上方から見た平面図である。図5に示すように、電池セル10の間に配置された熱伝導部2は、波板形状の熱伝導材20を含む。熱伝導材20は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。熱伝導材20は、その表面の法線方向における外力、言い換えると、電池セル10が並ぶ方向における外力を受けると、波板形状から平板形状に変更可能なように構成されている。熱伝導材20は、熱交換媒体と熱交換を行うための伝熱面21を有している。熱交換媒体としては、例えば、電動機とエンジンの両方を備える電動車両に電池ユニットが搭載される場合は、エンジン冷却水が用いられる。なお、熱伝導材20の波形が形成される向きは、図5に示したものに限られず、例えば、図5(a)の図面上下方向に波形が形成されていてもかまわない。また、図5では、図の分かりやすさのために、電池セル10と熱伝導材20との間に間隔を開けているが、実際の構造では、熱伝導材20の波形の頂部が電池セル10と接するように配置される。
図5および図6は本実施形態に係る電池ユニットの第1構成例を示す。図5(a)は、電池セル10の間に配置される熱伝導部2の構成を示す斜視図であり、図5(b)は図5(a)の構成を上方から見た平面図である。図5に示すように、電池セル10の間に配置された熱伝導部2は、波板形状の熱伝導材20を含む。熱伝導材20は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。熱伝導材20は、その表面の法線方向における外力、言い換えると、電池セル10が並ぶ方向における外力を受けると、波板形状から平板形状に変更可能なように構成されている。熱伝導材20は、熱交換媒体と熱交換を行うための伝熱面21を有している。熱交換媒体としては、例えば、電動機とエンジンの両方を備える電動車両に電池ユニットが搭載される場合は、エンジン冷却水が用いられる。なお、熱伝導材20の波形が形成される向きは、図5に示したものに限られず、例えば、図5(a)の図面上下方向に波形が形成されていてもかまわない。また、図5では、図の分かりやすさのために、電池セル10と熱伝導材20との間に間隔を開けているが、実際の構造では、熱伝導材20の波形の頂部が電池セル10と接するように配置される。
図6の構成では、筐体16の中に、複数の電池セル10が並べて配置されており、電池セル10はバスバーばね15によって電気的に接続されている。電池セル10同士の間に、図5に示す熱伝導部2がそれぞれ配置されている。また、複数の電池セル10に対して、電池セル10が並ぶ方向に外力を作用させるための押圧機構の例として、電磁ソレノイド18が設けられている。電磁ソレノイド18は、制御信号によって、引き方向と延ばし方向とに切替制御される。
図6(a)は断熱状態、図6(b)は伝熱状態を示す。すなわち、電磁ソレノイド18が引き方向に制御されたときは、図6(a)に示すように、熱伝導部2の熱伝導材20は波板形状であるため、電池セル10同士の間に空気層が形成される。すなわち、電池セル10は熱伝導材10と密接しない。これにより、複数の電池セル10と熱交換媒体とは、断熱状態になる。また、電池セル10同士も断熱状態になる。一方、電磁ソレノイド18が延ばし方向に制御されたときは、図6(b)に示すように、複数の電池セル10に外力が加えられ、熱伝導部2の熱伝導材20は平板形状になる。このため、電池セル10同士の間に空気層は形成されず、電池セル10は熱伝導材10と密接する。これにより、複数の電池セル10と熱交換媒体とは、伝熱状態になる。また、電池セル10同士も伝熱状態になる。
すなわち、第1構成例では、波板形状の熱伝導材20を含む熱伝導部2と、電磁ソレノイド18とによって、熱伝導材20と電池セル10とが密接している状態と、熱伝導材20と電池セル10とが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている切替機構が構成されている。
<第2構成例>
図7および図8は本実施形態に係る電池ユニットの第2構成例を示す。図7(a)は、電池セル10の間に配置される熱伝導部3の構成を示す斜視図であり、図7(b)は図7(a)の構成を上方から見た平面図である。図7に示すように、電池セル10の間に配置された熱伝導部3は、平板状の熱伝導材30を含む。熱伝導材30は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。熱伝導材30は、熱交換媒体と熱交換を行うための伝熱面31を有している。そして、熱伝導材30と電池セル10との間にそれぞれ、波板形状のシート部材32,33が配置されている。シート部材32,33は、本体は熱伝導材からなり、かつ、波板形状における電池セル10側の波頂部分に断熱材32a,33aが付されている。シート部材32,33は、その表面の法線方向における外力、言い換えると、電池セル10が並ぶ方向における外力を受けると、波板形状から平板形状に変更可能なように構成されている。シート部材32,33は、極薄、例えば厚さ0.1mm程度に形成されている。なお、シート部材32,33の波形が形成される向きは、図5に示したものに限られず、例えば、図7(a)の図面上下方向に波形が形成されていてもかまわない。また、図7では、図の分かりやすさのために、電池セル10とシート部材32,33との間に間隔を開けているが、実際の構造では、シート部材32,33の波形の頂部が電池セル10と接するように配置される。また、熱伝導材30とシート部材32,33とが接するように配置される。
図7および図8は本実施形態に係る電池ユニットの第2構成例を示す。図7(a)は、電池セル10の間に配置される熱伝導部3の構成を示す斜視図であり、図7(b)は図7(a)の構成を上方から見た平面図である。図7に示すように、電池セル10の間に配置された熱伝導部3は、平板状の熱伝導材30を含む。熱伝導材30は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。熱伝導材30は、熱交換媒体と熱交換を行うための伝熱面31を有している。そして、熱伝導材30と電池セル10との間にそれぞれ、波板形状のシート部材32,33が配置されている。シート部材32,33は、本体は熱伝導材からなり、かつ、波板形状における電池セル10側の波頂部分に断熱材32a,33aが付されている。シート部材32,33は、その表面の法線方向における外力、言い換えると、電池セル10が並ぶ方向における外力を受けると、波板形状から平板形状に変更可能なように構成されている。シート部材32,33は、極薄、例えば厚さ0.1mm程度に形成されている。なお、シート部材32,33の波形が形成される向きは、図5に示したものに限られず、例えば、図7(a)の図面上下方向に波形が形成されていてもかまわない。また、図7では、図の分かりやすさのために、電池セル10とシート部材32,33との間に間隔を開けているが、実際の構造では、シート部材32,33の波形の頂部が電池セル10と接するように配置される。また、熱伝導材30とシート部材32,33とが接するように配置される。
図8の構成では、図6の構成と同様に、筐体16の中に、複数の電池セル10が並べて配置されており、電池セル10はバスバーばね15によって電気的に接続されている。電池セル10同士の間に図7に示す熱伝導部3がそれぞれ配置されている。また、複数の電池セル10に対して、電池セル10が並ぶ方向に外力を作用させるための押圧機構の例として、電磁ソレノイド18が設けられている。電磁ソレノイド18は、制御信号によって、引き方向と延ばし方向とに切替制御される。
図8(a)は断熱状態、図8(b)は伝熱状態を示す。すなわち、電磁ソレノイド18が引き方向に制御されたときは、図8(a)に示すように、熱伝導部3のシート部材32,33は波板形状であり、電池セル10と接触する波頂部に断熱材32a,32bが形成されているため、複数の電池セル10は、熱交換媒体と断熱された状態になる。また、電池セル10同士も断熱状態になる。一方、電磁ソレノイド18が延ばし方向に制御されたときは、図8(b)に示すように、複数の電池セル10に外力が加えられ、熱伝導部3のシート部材32,33は平板形状になる。このため、電池セル10はシート部材32,33を介して熱伝導材30と密接する。これにより、複数の電池セル10と熱交換媒体とは、伝熱状態になる。また、電池セル10同士も伝熱状態になる。
すなわち、第2構成例では、波板形状のシート部材32,33を含む熱伝導部3と、電磁ソレノイド18とによって、熱伝導材30と電池セル10とが密接している状態と、熱伝導材30と電池セル10とが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている切替機構が構成されている。
上述したような電池ユニットの構成によって、電池セル10に対する伝熱/断熱の切り替えを行うことができる。これにより、例えば、図3に示すような電池セル10の配置形態が異なるモジュールを備えた電池ユニット1において、全てのモジュールを共通の冷却システムによって温度制御し、かつ、特定のモジュール、例えばハイレート劣化が起こりやすいモジュール1,2について、温度低下時に、断熱状態にする、といった制御が可能になる。
また、上述したような電池ユニットの構成では、電池セル10と熱交換媒体とが断熱状態のとき、電池セル10同士の間も断熱状態になる。このため、例えば、電池セル10の1つが発熱発火した場合に、断熱状態にすることによって、隣接する電池セル10が類焼することを回避することができる。
以下、本実施形態に係る電池ユニットを備えた電動車両における温度制御の例について説明する。
図8は電動車両のシステム構成の例である。図8の電動車両は、エンジンとモータを備えており、図3のような電池ユニット1が搭載されているものとする。電池ユニット1の各モジュール1~3は、第1構成例または第2構成例と同一の構成を備えているものとする。バッテリ制御装置(BCU)51は、電池ユニット1における各モジュール1-3の電池セルについて、温度を検出し、その動作を制御するする。また、切替機構における電磁ソレノイド18の動作を制御する。
図10は本実施形態における電池ユニットの温度調節動作を示すフローチャートである。まず、バッテリ制御装置(BCU)51は、電池ユニット1における各モジュール1-3の電池セル10について、温度を検知する(S11)。そして、当該電動車両がモータ走行中であるか、または、電池ユニット1が充電中であるか、そうでないかを判定する(S12)。
当該電動車両がモータ走行中である、または、電池ユニット1が充電中であるとき、エンジン制御装置(ECU)52は、冷媒量およびファン風量を最大に制御する(S13)。その後、バッテリ制御装置(BCU)51は、モジュール1,2について、電池セル10の温度が所定温度T1(例えば42℃)を下回っているか否かを判断する(S14)。下回っているときは、モジュール1,2について、電磁ソレノイド18を引き方向に制御する(S15)。これにより、モジュール1,2では、電池セル10と冷媒とは断熱状態になり、冷却が抑制される。したがって、ハイレート劣化を防止することができる。
その後、バッテリ制御装置(BCU)51は、モジュール1,2について、電池セル10の温度が所定温度T3(例えば45℃)を上回っているか否かを判断する(S16)。上回っているときは、モジュール1,2について、電磁ソレノイド18を延ばし方向に制御する(S17)。これにより、モジュール1,2では、電池セル10と冷媒とは伝熱状態になり、温度調整が再開される。
また、S14で、モジュール1,2について、電池セル10の温度が所定温度T1(例えば42℃)を下回っていないときは、電池セル10の温度が発火の可能性がある温度に達しているか否かを判断する(S18)。発火温度に達しているときは、後述するS32にすすむ。
一方、S12において、当該電動車両がモータ走行中でなく、電池ユニット1が充電中でもないときは、S21にすすむ。バッテリ制御装置(BCU)51は、全てのモジュール1-3について、電池セル10の温度が所定温度T2(例えば48℃)を上回っているか否かを判断する(S21)。上回っていないときは、モジュール1,2について、電池セル10の温度が所定温度T1(例えば42℃)を下回っているか否かを判断する(S22)。下回っているときは、エンジン制御装置(ECU)52は、冷媒量およびファン風量をダウンさせる(S23)。そして、バッテリ制御装置(BCU)51は、モジュール1,2について、電磁ソレノイド18を延ばし方向に制御する(S24)。これにより、モジュール1,2では、電池セル10と冷媒とは伝熱状態になり、温度調整が再開される。この状態を、モジュール1,2について、電池セル10の温度が所定温度T3(例えば45℃)を上回るまで継続する(S25)。
一方、S21において、全てのモジュール1-3について、電池セル10の温度が所定温度T2(例えば48℃)を上回っているときは、電池セルの温度が発火の可能性がある温度に達しているか否かを判断する(S31)。発火温度に達しているときは、バッテリ制御装置(BCU)51は、全てのモジュール1-3について、電磁ソレノイド18を引き方向に制御する(S32)。これにより、電池セル10同士が離間して断熱状態になり、電池セルの類焼を防止することができる。そして、エンジン制御装置(ECU)52は、冷媒量およびファン風量を最大に制御する(S33)。
電池セルの温度が発火温度に達していないときは、エンジン制御装置(ECU)52は、冷媒量およびファン風量をアップさせる(S34)。そして、バッテリ制御装置(BCU)51は、全てのモジュール1-3について、電池セル10の温度が所定温度T2(例えば45℃)を下回っているか否かを判断する(S35)。下回っているときは、動作を終了する。下回っていないときは、S34にもどり、エンジン制御装置(ECU)52は、冷媒量およびファン風量をアップさせる。
以上のように本実施形態によると、複数の電池セル10を備える電池ユニットは、複数の電池セル10と熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える切替機構を備える。切替機構は、熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材20,30を含み、隣り合う電池セル10間にそれぞれ配置された熱伝導部2,3を備える。このため、熱伝導材20,30と電池セル10とが密接しているときは、熱交換媒体によって電池セル10の温度制御を行うことができる。そして、この切替機構は、熱伝導材20,30と電池セル10とが密接している状態と、熱伝導材20,30と電池セル10とが密接していない状態とを切り替え可能に構成されている。熱伝導材20,30と電池セル10とが密接している状態では、電池セル10と熱交換媒体との間は伝熱状態になり、熱伝導材20,30と電池セル10とが密接していない状態では、電池セル10と熱交換媒体との間は断熱状態になる。したがって、簡易な構成によって、伝熱/断熱の切り替えを行うことができる。
そして、第1構成例では、波板形状を有する熱伝導材20と、押圧機構としての電磁ソレノイド18とによって、複数の電池セル10と熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える切替機構を実現している。また、第2構成例では、波板形状を有するシート部材32,33と、押圧機構としての電池ソレノイド18とによって、複数の電池セル10と熱交換媒体との間の伝熱/断熱を切り替える切替機構を実現している。なお、本開示における切替機構の構成は、これらに限られるものではない。
前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。
1 電池ユニット
2 熱伝導部
3 熱伝導部
10 電池セル
18 電磁ソレノイド(押圧機構)
20 熱伝導材
30 熱伝導材
32,33 シート部材
2 熱伝導部
3 熱伝導部
10 電池セル
18 電磁ソレノイド(押圧機構)
20 熱伝導材
30 熱伝導材
32,33 シート部材
Claims (5)
- 並べて配置された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態/断熱状態を切り替える切替機構とを備え、
前記切替機構は、
前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備え、
前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている
ことを特徴とする電池ユニット。 - 請求項1記載の電池ユニットにおいて、
前記切替機構は、
前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第1方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構を備え、
前記熱伝導材は、波板形状を有しており、前記押圧機構が前記第1方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が第1方向に外力を作用させないときは、波板形状になる
ことを特徴とする電池ユニット。 - 請求項1記載の電池ユニットにおいて、
前記切替機構は、
前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第1方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構を備え、
前記熱伝導部は、前記熱伝導材と前記電池セルとの間に配置された、シート部材を含み、
前記シート部材は、波板形状であり、前記押圧機構が前記第1方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が前記第1方向に外力を作用させないときは、波板形状になる
ことを特徴とする電池ユニット。 - 複数の電池セルをそれぞれ備える第1および第2電池モジュールを含む電池ユニットの制御方法であって、
前記第1電池モジュールと前記第2電池モジュールとは、電池セルの配置形態が異なっており、
前記第1電池モジュールは、請求項1~3のいうちいずれか1項記載の電池ユニットと同一構成を備えており、
前記制御方法は、
前記第1電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態にするステップと、
前記熱交換媒体によって、前記第1および第2電池モジュールを冷却するステップと、
前記第1電池モジュールの電池セルの温度が所定温度を下回ったとき、前記第1電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える
ことを特徴とする電池ユニットの制御方法。 - 請求項1~3のうちいずれか1項記載の電池ユニットの制御方法であって、
前記電池セルの温度を検知するステップと、
前記電池セルの温度が、発火の可能性がある所定温度を上回ったとき、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える
ことを特徴とする電池ユニットの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021015039A JP2022118474A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 電池ユニットおよびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021015039A JP2022118474A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 電池ユニットおよびその制御方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022118474A true JP2022118474A (ja) | 2022-08-15 |
Family
ID=82839955
Family Applications (1)
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JP2021015039A Pending JP2022118474A (ja) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 電池ユニットおよびその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022118474A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7487678B2 (ja) | 2021-02-02 | 2024-05-21 | マツダ株式会社 | 電池ユニットおよびその制御方法 |
-
2021
- 2021-02-02 JP JP2021015039A patent/JP2022118474A/ja active Pending
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