JP5182546B2 - 電池温度調節装置 - Google Patents
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Description
実施形態1の電池温度調節装置を用いた車両用組電池装置を図1を参照して説明する。この実施形態1ではオープンタイプの潜熱型蓄熱部を用いる。
組電池2と連結された吸着器3は、密閉容器30の内部に、熱交換流体の流れる熱交換部21と、この熱交換部21の周囲に固定した多数の粒状の吸着剤(例えばシリカゲル)32とを収容してなる。吸着剤32は、冷却されることにより吸着媒体(例えば水)を吸着し、加熱されることにより、その吸着媒体を脱着するものである。凝縮蒸発器4は、密閉容器40の内部に、熱交換流体の流れる熱交換部41と、吸着媒体としての水Wとを収容してなる。なお、凝縮蒸発器4の密閉容器40と吸着器3の密閉容器30との連通部33には、この連通部33を開閉する開閉弁(開閉手段)56が設けてある。
この装置の作動を以下に説明する。電気制御装置9は、始動スイッチがオンされた後において、所定時間(例えば1分)毎に、上記温度T1 、T2 を検出するとともに、図3に示す判定を行なうようになっている。
実施形態2を図8に示す。この実施形態2では、吸着器3は、組電池2と離れて設けられ、吸着器3と組電池2とは熱交換流体である空気流を通じて後述する実施形態3(図10参照)と本質的に同じ作動原理により間接熱交換により熱授受する。
図8において、吸着器3は、熱交換流体が流れる熱交換部31と、この熱交換部31の周囲に固定した多数の粒状の吸着剤(例えばシリカゲル)32とを密閉容器30の内部に収容してなる。吸着剤32は、冷却されることにより吸着媒体(例えば水)を吸着し、加熱されることにより吸着媒体を脱着する。凝縮蒸発器4は、熱交換流体が流れる熱交換部41と、吸着媒体としての水Wとを密閉容器40の内部に収容してなる。33は凝縮蒸発器4の密閉容器40と吸着器3の密閉容器30との連通部33であり、連通部33には、開閉用の開閉弁56が設けられている。吸着器3、凝縮蒸発器4、開閉弁56は後述する実施例3と同様のクローズド形式の熱ストレージ装置(潜熱型蓄熱部)を構成している。
次に、この装置の作動を説明する。この実施形態では、電気制御装置9は、始動スイッチがオンされた後において、所定時間(例えば1分)毎に上記温度T1 、T2 を検出し、図3に示す判定を行うものとされている。
また、図9に示すように、熱交換器7を別流路で構成しても良い。すなわち、図9では、吸着器3には、内部の熱交換部31の他に熱交換部(間接熱交換器)71が追加され、この熱交換部71と熱交換器7とは、熱交換器7内の図略のファンの制御により熱授受を制御され、制御4、5において熱交換部71と熱交換器7との間を循環する熱交換流体(水でも可)により吸着器3の吸着剤が脱着されることになる。
本発明の電池温度調節装置を用いた車両用組電池装置を図10を参照して説明する。この実施形態2ではクローズタイプ(密閉型)の潜熱型蓄熱部を用いる。図10は車両用組電池装置のブロック図である。
100は組電池、200は組電池の上端部に被せられた端子ボックス、300は吸収剤ストレージ部、400は媒体ストレージ部、500は連通管、600は電磁弁、700は間接熱交換器、800はファン装置である。
いま、吸収剤ストレージ部300のシリカゲルは乾燥状態であるとする。寒冷時に組電池100の充放電を始動する前に、電磁弁600を開く。ファン装置800は駆動してもよく、しなくてもよい。
いま、吸収剤ストレージ部300のシリカゲルは吸湿状態であるとする。吸収剤ストレージ部300は組電池100からの吸熱により温度が高くなっており、吸収剤ストレージ部300内の水蒸気圧は高くなっている。媒体ストレージ部400はファン装置により冷却されて相対的に低温となっており、相対的にその水蒸気圧は低くなっている。
この実施形態では、密閉形式の潜熱型蓄熱部を採用しているため、吸収剤や水の汚れ、水が空気流とともに系外に逃げることによる水の補給問題を解決することができる。また、潜熱型蓄熱部内のガスは水蒸気のみとなるため、ガス移動性がよく、その分だけ低熱落差で作動可能となる。更に、制御系や配管系を簡素化することもできる。
図1では、デシカントタイプのバッチ式潜熱型蓄熱部を用いたが、たとえば吸収剤としての臭化リチウム溶液と被吸収媒体としての水とを用いた吸収液タイプのバッチ式潜熱型蓄熱部を採用しても良い。
B 流体回路
2 組電池
3 吸着器(潜熱型蓄熱部)
4 凝縮蒸発器(潜熱型蓄熱部)
6 送風ファン
7 凝縮蒸発器
7 熱交換器
9 電気制御装置
21 熱交換部
30 密閉容器
31 熱交換部
32 吸着剤
33 連通部
40 密閉容器
41 熱交換部
52 三方切替弁
56 開閉弁(潜熱型蓄熱部)
71 熱交換部
81 温度検出器
83 温度検出器
84 湿度検出器
100 組電池
200 端子ボックス
300 吸収剤ストレージ部(潜熱型蓄熱部)
400 媒体ストレージ部(潜熱型蓄熱部)
500 連通管(潜熱型蓄熱部)
600 電磁弁(潜熱型蓄熱部)
601 電磁逆止弁
700 間接熱交換器
800 ファン装置
Claims (8)
- 熱交換流体を電池に供給する流体供給系を有し、前記電池と前記熱交換流体との熱授受により前記電池の温度を調節する電池温度調節装置において、
前記熱交換流体の流れる熱交換部と、
前記熱交換部の周囲に配置され、前記熱交換流体又は前記電池と潜熱授受する潜熱型蓄熱部とを有し、
前記潜熱型蓄熱部は、前記電池の低温始動時に前記電池に前記潜熱を与えて前記電池を加熱し、
前記電池の温度が所定しきい値温度よりも高い場合に前記冷却流体又は前記電池から前記潜熱型蓄熱部へ前記潜熱を与えることにより前記潜熱型蓄熱部の前記電池への潜熱放出機能を再生させることを特徴とする電池温度調節装置。 - 前記電池は、単電池を多数並べて接続された組電池(2)であり、
前記潜熱型蓄熱部は、冷却状態にて吸着媒体を吸着し加熱状態にて吸着媒体を脱着する吸着剤(32)を備えた吸着器(3)を有し、
前記組電池(2)の充放電開始直後に、前記吸着器(3)の前記吸着剤(32)に前記吸着媒体を吸着させるとともに、この吸着による吸着熱により前記組電池(2)を加熱することを特徴とする請求項1記載の電池温度調節装置。 - 前記吸着媒体を内蔵し、前記吸着器(3)にて前記吸着媒体を吸着するとき前記吸着媒体を蒸発させ、前記吸着器(3)にて前記吸着媒体を脱着するとき前記吸着媒体を凝縮させる凝縮蒸発器(4)が、前記吸着器(3)に連通して設けられ、前記吸着器(3)と前記凝縮蒸発器(4)との連通部(33)には、この連通部(33)を開閉する開閉手段(56)が設けられ、前記組電池(2)の充放電開始直後に、前記開閉手段(56)にて前記連通部(33)を開き、運転終了後(車両駆動装置停止後)、前記吸着剤(32)から前記吸着媒体を脱着させた後に、前記開閉手段(56)にて前記連通部(33)を閉じることを特徴とする請求項2記載の電池温度調節装置。
- 前記組電池(2)が充放電初期状態においては、設定温度範囲(ε)以内迄の間、前記組電池(2)が発生する熱を前記吸着器(3)に導入することを特徴とする請求項2記載の電池温度調節装置。
- 前記組電池(2)の前記熱を奪って前記組電池を冷却するファン(6)が設けられており、通常時には、直接ファンからの熱交換流体を組電池(2)に導入することを特徴とする請求項2記載の電池温度調節装置。
- 前記組電池(2)が設定温度(T0)以上となると、前記組電池(2)が発生する熱を前記吸着器(3)に導入することを特徴とする請求項2記載の電池温度調節装置。
- 運転終了後、車両が持つ廃熱を利用してラジエタ等の熱交換器(7)から熱を前記吸着剤(32)に与えることを特徴とする請求項2記載の電池温度調節装置。
- 前記吸着器(3)における前記吸着媒体の吸着および脱着を検出する検出手段(81、82、84)と、前記検出手段(81、82、84)の検出信号に基づいて、前記開閉手段(56)による前記連通部(33)の開閉を制御する制御手段(9)とを備えていることを特徴とする請求項2乃至7記載の電池温度調節装置。
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