JP3235808B2 - 電動車両のバッテリの温度制御方法及びバッテリボックス - Google Patents
電動車両のバッテリの温度制御方法及びバッテリボックスInfo
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Description
及びバッテリボックスに関する。
テリ温度により性能(走行距離、寿命)が変化する。走
行距離を確保し、バッテリ寿命の短縮を防ぐために定め
られた温度範囲で使用する必要がある。そこで、本出願
人は、先に特開平5−169981号等で電気自動車向
けのバッテリ冷却装置を提案した。即ち、特開平5−1
69981号公報の図11に示す通り、バッテリボック
スに4×5=20個のバッテリを収納し、バッテリボッ
クスの前面から取入れた空気をバッテリ間を後方に流
し、後部の排気ファンで排気することでバッテリ群を強
制冷却するものである。この装置と同原理の従来装置を
図に基いて説明する。
面図、図14は側面断面図である。バッテリボックス1
00の前面に3個の押込みファン101…、後面に2個
の排気ファン102,102が取付けられ、バッテリボ
ックス100に4×5=20個のバッテリ103…が収
納されたものである。冷却空気は矢印で示す通りに各バ
ッテリ103…の前面、左右側面及び背面を冷却する。
図15は従来のバッテリボックスにおける冷却空気の温
度曲線図であり、空気の流れ方向が図左から右であれ
ば、空気自身は吸熱により温度上昇して、冷却能は低下
する。従って20個のバッテリ103…に温度のばらつ
きが生じる。
り、例えば1個のバッテリ103は6個のセル103a
…からなっている。上述した通りバッテリ103は前後
左右の4面が主に冷却される。すると、6個のセル10
3a…中、第1番と第6番セルが他の第2〜5番セルよ
りも強く冷却される。冷却面積が極端に違うからであ
る。
ァンでバッテリの前後左右面を強制冷却するものにあっ
ては、複数のバッテリ間の温度差が顕著であり、しかも
1個のバッテリ内でも複数のセル間の温度差が著しい。
また、バッテリの上面及び底面からバッテリボックスの
壁を介して外との熱の授受も行なわれ温度むらは増大す
る傾向にある。
率に差がでて過充電のバッテリと充電不足のバッテリと
が混在することになり、充電・放電を繰返すと一部のバ
ッテリ(又はセル)は短時間で寿命が尽きる。バッテリ
は組バッテリと称してセットで交換するために、組バッ
テリの寿命が予定時間より大幅に短くなる可能性があ
る。また、一部のバッテリ(又はセル)が例えば15℃
未満であると、充電性、放電性ともに悪化する。即ち、
所定以下の低温ではバッテリは性能を発揮しない。従来
のようにバッテリの底面がバッテリケースに当接して外
へ熱が放散する構成では、外気温の低い冬期や厳寒地で
は、実用に堪えないという不都合もある。そこで本発明
の目的は、バッテリを適温に温度制御すること及びバッ
テリ間の温度むらを少くすることのできるバッテリボッ
クス及びバッテリの温度制御方法を提供することにあ
る。
するべく本発明は、電動車両に搭載された箱状バッテリ
の6面のうちの4面を断熱材で断熱し、残りの2面のみ
を冷却することでバッテリの温度を所定の範囲に保つこ
とを特徴とする。バッテリは直方体であり、それの冷却
される2面を面積の大きい方の側面とすればよい。
通る空気の通路を妨げない範囲で、バッテリの前後面及
び上下面を覆う断熱材を充填する。バッテリボックス側
壁に内張りされる断熱材で、バッテリの長手方向を直交
する2面の断熱材のうちの一方をバッテリボックス側壁
から一定寸法離すことで、同側壁と断熱材との間に排気
通路を形成してもよい。
説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るバッテリボックス(第1実施例)の
分解斜視図であり、バッテリボックス1は、有底箱形状
のボックス本体2(ボックス外箱3と、このボックス外
箱3の4側面の内面に溶着したインナフレーム4と、中
央に渡したセンタフレーム5と、サポートフレーム6と
からなる。)と、このボックス本体2の底に付設される
エアダクト7…と、エアダクト7…の一端から空気を圧
送するクロスフローファン8と、ボックス本体2の底に
敷き詰められる下部断熱材11と、前記センタフレーム
5に充填される中央断熱材12と、前記インナフレーム
4に付設される側面断熱材13と、全24個のバッテリ
14…と、バッテリ14…相互間の上部隙間を塞ぐ目地
材15…と、上部断熱材16と、リッド17とからな
る。
い面積側側面(長側面という)と隣のバッテリ12の長
側面との間の隙間を臨む位置に吸気スリット2a…が開
けられ、また、クロスフローファン8の取付け位置から
一番遠い側のボックス本体2の側面に3個の縦長長円形
状の排気孔2b…が開けられている。エアダクト7…は
手前が開口した筒の上面に前記床の吸気スリット2aに
臨むスリット7a…が開けられたものである。下部断熱
材11にも床の吸気スリット2aに対応したスリット1
1aが開けられている。
aに対応した位置にスリット12aが開けられ、側面断
熱材13にも同様にスリット13aが開けられている。
兼作用説明図であり、バッテリボックス1に左右2列に
収納されたバッテリ14…は、下面を下部断熱材11
で、上部を上部断熱材16で、図左右の側面を中央断熱
材12又は側面断熱材13で断熱されていることを特徴
とする。なお、28は排気通路である。図はバッテリ1
4,14の中間で断面したものであるから、断熱材1
1,12,13のスリット11a,12a,13aが表
れている。
明をする。クロスフローファン8を始動すると、外気は
矢印のごとくエアダクト7に供給され、そこから上昇
し、次に水平流れとなって排気孔2bを介して外へ至
る。この間に、バッテリ14は断熱されていない両側面
(面積の大きな長側面)は空気で冷却される。
明図であり、下部断熱材のスリット11a…からの冷却
空気は矢印のごとくバッテリ14…の長側面を冷却しつ
つ流れ、スリット13a…および排気孔2bを介して外
へ排出される。
示す斜視図であり、バッテリ14は長側面2面を除く他
の4面が断熱材11,12,13,16で囲われている
ことを示す。なお、上部断熱材16はバッテリの端子な
どの関係でバッテリ14の上面に密着することはできな
い。そこで、帯状の目地材15…で上部隙間を塞いだこ
とを特徴とする。
御ブロック図であり、温度制御部21に外気温度検出手
段22とバッテリ温度検出手段23の温度情報がインプ
ットされる。これに基づいて温度制御部21はクロスフ
ローファン8及び充電器24を入り切りする。
まとめたものであり、バッテリ温度と外気温度とをパラ
メータにバッテリの温度制御をすることを特徴とする。
例えば、バッテリの管理温度範囲を20〜50℃とした
場合に、外気温度が50℃超であれば、冷却ファン(ク
ロスフローファン8)を運転するとバッテリの温度を高
める恐れがある。そこで、バッテリ温度が外気温度超で
あるときを除いて原則として冷却ファンを運転しないこ
とにする。また、外気温度が20℃未満で冷却ファンを
運転するとバッテリを冷やし過ぎることが予想される。
そこでバッテリ温度が40℃以下の場合には冷却ファン
を運転しないことにする。外気温度が20〜50℃の範
囲で冷却ファンを運転し、バッテリ温度が50℃を超え
るようなら充電を中断することにする。
御フローの一例を示す図であり、前記表1をきめ細かく
実施するためのもので、図6のは図7のにつなが
る。詳しい説明は省略するが表1の外気温度20〜50
℃での制御を図6に、50℃超及び20℃未満での制御
を図7に例示した。
テリ14…の側面を各々冷却することにより、全てのバ
ッテリ14が20〜50℃の範囲になり、しかも冷却条
件が各バッテリ14において十分に同一であるので相互
の温度差は僅かである。更に、1個のバッテリ14は6
個のセルからなるが6個のセルともに左右の側面を同一
条件で冷却されるのでセルの相互の温度差も僅かであ
る。従って、本発明によればバッテリの寿命が予定時間
に良好に合致する。
2実施例)の分解斜視図であり、第1実施例は冷却空気
をバッテリボックス1の長手方向直角方向に流したが、
この第2実施例では冷却空気をバッテリボックスの長手
方向に流すことを特徴とする。そのために、バッテリボ
ックス31はボックス本体32にクロス方向にセンタフ
レーム34を介設してボックス本体32を2室に区画す
ると共に各室に各々クロスフローファン35,35を配
置したことを特徴とする。その他、36は下部断熱材、
37は側部断熱材、38はバッテリ、39は中央断熱
材、41は上部断熱材、42はリッド、そして図下部の
43はエアダクトである。
図であり、エアダクト43は大中小のVプレート43
a,43b,43cを図のように取付けたものであり、
図右から矢印のように冷却空気を流すと、、のご
とく等量分流されるため好ましい。
のファン35からの空気は右向き矢印のとおりに流れて
バッテリ38…の長側面を冷却し、センタフレーム34
内部を通ってボックス外に排出される。図右のファン3
5からの左向き空気流れも同様である。この第2実施例
は大型バッテリボックスに好適である。
キ字の如くセンタフレームを介設してもよい。このよう
にセンタフレームを入れることによりバッテリボックス
の剛性を高めることができると共に、センタフレームを
排気通路にすることもでき、構造設計の多用化が図れ
る。
熱板の斜視図であり、バッテリ45の長側面に伝熱フィ
ン46つき伝熱板47を張り付けるとよい。伝熱面積が
増大して熱交換が促進できる。
実施例であり、バッテリ51が小型である、薄型であ
る、許容温度が高いなどの理由で前記第1,2実施例よ
りも冷却を弱めても差支えない場合には、バッテリ5
1,51の長側面同士を密着し、残りの長側面のみを空
気冷却するものである。この別実施例によれば、前記第
1,2実施例に対して断熱材の節約とバッテリボックス
の小型化とが図れる。
互間の温度むら及びセル相互間の温度むらを小さくでき
るのでバッテリの性能を発揮させ、寿命を延ばすことが
できる。具体的には、請求項1において箱状バッテリの
6面中、4面を断熱し、残りの2面を冷却するようにし
たので、バッテリへの熱の授受が明確となり、この結
果、バッテリの温度を良好に制御できる。請求項2にお
いて、冷却面を大きい方の側面としたので、バッテリに
おけるセル相互の冷却条件を揃えることができる。
を断熱材で囲う構造であるから、バッテリの均一温度制
御が可能である。請求項4のバッテリボックスは、同側
壁と断熱材との間に排気通路を形成したので、リッド又
はリッド近傍に格別の排気通路を設ける必要が無く、バ
ッテリボックスの構造が複雑にならない。
の分解斜視図
図
図
す図
す図
の分解斜視図
図
温度曲線図
クト、8…クロスフローファン、11…下部断熱材、1
2…中央断熱材、14…バッテリ、15…目地材、16
…上部断熱材、17…リッド、18…排気通路、21…
温度制御部、22…外気温度検出手段、23…バッテリ
温度検出手段。
Claims (4)
- 【請求項1】 電動車両に搭載された箱状バッテリの6
面のうちの4面を断熱材で断熱し、残りの2面のみを冷
却することでバッテリの温度を所定の範囲に保つことを
特徴とした電動車両のバッテリの温度制御方法。 - 【請求項2】 前記バッテリは直方体であり、それの冷
却される2面が面積の大きい方の側面であることを特徴
とした請求項1記載の電動車両のバッテリの温度制御方
法。 - 【請求項3】 バッテリボックスには、バッテリの側面
を通る空気の通路を妨げない範囲で、バッテリの前後面
及び上下面を覆う断熱材が充填されていることを特徴と
するバッテリボックス。 - 【請求項4】 前記バッテリボックス側壁に内張りされ
る断熱材で、バッテリの長手方向を直交する2面の断熱
材のうちの一方をバッテリボックス側壁から一定寸法離
すことで、同側壁と断熱材との間に排気通路を形成した
ことを特徴とする請求項3記載のバッテリボックス。
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JP34839593A JP3235808B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 電動車両のバッテリの温度制御方法及びバッテリボックス |
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Applications Claiming Priority (1)
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ID=18396736
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