JP5673452B2 - Battery pack temperature control device - Google Patents
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Description
本発明は、容器内に複数の電池を収容してなる組電池の温度調節装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device for an assembled battery in which a plurality of batteries are accommodated in a container.
一般的に、電池の放電特性は電池の温度によって変化する。例えば、電池の温度が低温であるときには、放電可能な電池の容量が減少して十分な出力特性が得られない。そのため、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両のように電池の電力でモータを回転させて走行する車両の場合、冬場の走行や寒冷地での走行等といった低温環境下での走行時に発進性能や走行性能が低下し、十分な出力が得られないことがある。 In general, the discharge characteristics of a battery vary with the temperature of the battery. For example, when the temperature of the battery is low, the capacity of the battery that can be discharged is reduced, and sufficient output characteristics cannot be obtained. Therefore, in the case of a vehicle that travels by rotating the motor with battery power, such as an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, the start performance or the like when traveling in a low temperature environment such as traveling in winter or traveling in a cold region, etc. Running performance may deteriorate and sufficient output may not be obtained.
反対に、温度が高温であるときには電池の自己放電が増加し、電池の残容量が低下しやすくなることが知られている。そのため、上記のような電動車両で減速時に回生発電を実施する場合に、環境温度や電池自体の発熱によって電池温度が過度に上昇すると、十分な回生エネルギを得ることができないことがある。また、高温状態での使用は電池の劣化が進行しやすくなり、電池の寿命低下を招く。
これらの事情から、電池には通常、その使用に適した温度範囲(すなわち、上限温度及び下限温度)が定められている。そして、走行用の電池を搭載した電動車両にあっては、車載の冷却,暖房装置等を利用して、電池温度を所定の温度範囲内に維持する制御手法が種々提案されている。
On the other hand, it is known that when the temperature is high, the self-discharge of the battery increases and the remaining capacity of the battery tends to decrease. Therefore, when regenerative power generation is performed at the time of deceleration with the electric vehicle as described above, if the battery temperature rises excessively due to the environmental temperature or the heat generated by the battery itself, sufficient regenerative energy may not be obtained. Further, use at a high temperature tends to cause deterioration of the battery, leading to a reduction in battery life.
Under these circumstances, a temperature range (that is, an upper limit temperature and a lower limit temperature) suitable for use of the battery is usually determined. For electric vehicles equipped with a battery for traveling, various control methods for maintaining the battery temperature within a predetermined temperature range using on-vehicle cooling and heating devices have been proposed.
例えば、特許文献1には電池を冷却する技術が記載されている。この技術では、複数の電池セルを第1ケースに収納し、この第1ケースの外側に第2ケースを設け、組電池の使用時には第1ケース内のセルに送風し、組電池の使用終了後に所定時間だけ第2ケース内の第1ケースの外側に送風する。これにより、熱源の近くに組電池を配置しても、第1ケースの温度上昇を抑制することができ、第1ケース内の各セルの温度を均一に保つことができるとされている。 For example, Patent Document 1 describes a technique for cooling a battery. In this technique, a plurality of battery cells are housed in a first case, a second case is provided outside the first case, and when the assembled battery is used, air is blown to the cells in the first case, and after the use of the assembled battery is finished The air is blown outside the first case in the second case for a predetermined time. Thereby, even if an assembled battery is arrange | positioned near a heat source, it is supposed that the temperature rise of a 1st case can be suppressed and the temperature of each cell in a 1st case can be kept uniform.
また、特許文献2には、電池のケース内を暖房する技術に関して、電気自動車の減速時に発生する回生エネルギを利用して電池を加熱する電気式ヒータを設けた二次電池の保温システムが記載されている。電気式ヒータは、各二次電池の底面に設けられ、二次電池の温度が所定の下限温度以下になると回生電力で二次電池を加熱している。これにより、簡単な構成で電池の保温を行うことができるとされている。 In addition, Patent Document 2 describes a heat retention system for a secondary battery that is provided with an electric heater that heats the battery using regenerative energy generated when the electric vehicle is decelerated with respect to a technique for heating the inside of the battery case. ing. The electric heater is provided on the bottom surface of each secondary battery, and heats the secondary battery with regenerative power when the temperature of the secondary battery falls below a predetermined lower limit temperature. Thus, the battery can be kept warm with a simple configuration.
ところで、電池が収容された容器内を冷却又は暖房するには、特許文献1のように、容器内に空気を供給するため供給口と容器内から空気を排出する排気口とが設けられた容器を用いることが考えられる。このような容器内に収容された電池は、供給口から供給された冷たい空気や熱い空気により冷却又は加温されて、電池の温度がその使用に適した温度範囲内に保たれるように調節される。 By the way, in order to cool or heat the inside of the container in which the battery is accommodated, a container provided with a supply port for supplying air into the container and an exhaust port for discharging air from the container as in Patent Document 1. Can be considered. The battery contained in such a container is cooled or heated by cold air or hot air supplied from the supply port, and adjusted so that the temperature of the battery is kept within a temperature range suitable for its use. Is done.
このとき、例えば、特許文献1のように容器内に複数の電池セルが収容された電池モジュールを冷却する場合、供給口に近い上流側に配置された電池セルは、供給口から容器内に供給された冷たい空気を直接受けるため、冷却されやすく温度低下しやすい。しかし、排気口に近い下流側に配置された電池セルは、上流側の電池セルの周りを流通して温度上昇した空気により冷却されるため、温度低下しにくい。電池を暖房(加熱)する場合も同様であり、上流側に配置された電池は熱い空気で加温されて温度上昇しやすいが、下流側に配置された電池は、上流側の電池の周りを流通して温度低下した空気により加温されるため温度上昇しにくい。 At this time, for example, when cooling a battery module in which a plurality of battery cells are housed in a container as in Patent Document 1, battery cells arranged on the upstream side near the supply port are supplied from the supply port into the container. Because it receives the cold air directly, it is easy to cool and the temperature tends to decrease. However, since the battery cell arranged on the downstream side near the exhaust port is cooled by the air that has flowed around the upstream battery cell and increased in temperature, the temperature is unlikely to decrease. The same applies to heating (heating) the battery. The battery placed on the upstream side is easily heated by hot air, but the battery placed on the downstream side goes around the upstream battery. The temperature is difficult to rise because it is heated by the air that has been circulated and the temperature has dropped.
このように、容器内に収容された複数の電池の温度を制御する際に、容器内に配置された電池の位置によって温度変化(温度上昇又は温度低下)しやすいものと温度変化しにくいものとがある場合、これらの電池の間に温度差が生じ、この状態で冷却又は暖房を継続すると電池間の温度差が拡大するおそれがある。電池間の温度差が大きくなると、所望の放電特性が得られずに入出力性能の低下を招いたり、充電性能が低下して電池の寿命低下を招く等の課題がある。また、電動車両に搭載された電池の場合に電池間の温度差が大きくなると、所望の発進性能や走行性能が得られず電費の悪化や組電池の寿命低下を招き、交換頻度が高まってコストがかかる等の課題もある。 Thus, when controlling the temperature of a plurality of batteries housed in a container, the temperature is likely to change (temperature rise or temperature drop) depending on the position of the battery placed in the container, and the temperature is not likely to change. If there is a temperature difference between these batteries, there is a risk that the temperature difference between the batteries will increase if cooling or heating is continued in this state. When the temperature difference between the batteries becomes large, there are problems such that the desired discharge characteristics cannot be obtained and the input / output performance is lowered, or the charging performance is lowered and the battery life is reduced. In the case of a battery mounted on an electric vehicle, if the temperature difference between the batteries becomes large, the desired starting performance and running performance cannot be obtained, leading to a deterioration in power consumption and a decrease in the life of the assembled battery. There is also a problem such as taking.
また、例えば容器内に収容された複数の電池の温度をそれぞれ検出し、これらの検出温度に応じて電池の冷却及び暖房を切り替えることができる装置とした場合、上記のように電池間に温度差が生じると、電池の温度を適切に管理することが困難になり、冷却と暖房とが頻繁に繰り返し実施されるような制御ハンチングが生じ易いという課題がある。また、電池容器内の冷却と暖房とが頻繁に繰り返されると、ヒータのオンオフが繰り返され、ヒータに対する突入電流が大きくなってしまうという課題もある。 In addition, for example, when the temperature of a plurality of batteries housed in a container is detected and the cooling and heating of the batteries can be switched according to the detected temperatures, the temperature difference between the batteries as described above. When this occurs, it becomes difficult to appropriately manage the temperature of the battery, and there is a problem that control hunting is likely to occur such that cooling and heating are frequently repeated. In addition, when cooling and heating in the battery container are frequently repeated, there is a problem that the heater is repeatedly turned on and off, and the inrush current to the heater is increased.
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、容器内に複数の電池を収容してなる組電池において、冷暖房の切替時におけるハンチングを抑制しながら電池間の温度差を解消することができるようにした、組電池の温度調節装置を提供することを目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
This case has been devised in view of such problems, and in an assembled battery in which a plurality of batteries are accommodated in a container, it is possible to eliminate the temperature difference between the batteries while suppressing hunting when switching between heating and cooling. An object of the present invention is to provide a temperature control device for an assembled battery, which is made possible.
The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.
(1)ここで開示する組電池の温度調節装置は、複数の電池を収容する容器内に空気を導くファンと、前記容器内へ流れる空気を加熱するヒータとを備えた組電池の温度調節装置であって、前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段と、前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段と、を備える。
前記温度制御手段は、前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上であって、前記最高温度が所定の要冷却温度以上且つ前記最低温度が所定の要暖房温度よりも高い第一切替温度未満のとき、又は、前記最高温度が前記要冷却温度よりも低い第二切替温度以上且つ前記最低温度が前記要暖房温度未満のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施する。また、前記温度制御手段は、前記温度差が前記第一切替温度差よりも高い第二切替温度差未満のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱温度均一化制御を実施する。
なお、前記最高温度とは、前記複数の電池のうち最も高温の電池の温度を意味する。同様に、前記最低温度とは、最も低温の電池の温度を意味する。言い換えると、前記容器内に分布する温度のうち最も高い温度が前記最高温度であり、最も低い温度が前記最低温度である。
(1) An assembled battery temperature control device disclosed herein includes a fan that guides air into a container that houses a plurality of batteries, and a heater that heats the air flowing into the container. A flow path for switching between a flow of air that discharges the air guided into the container to the outside and a flow of air that circulates the air guided into the container through the heater and into the container The assembled battery based on the highest temperature and the lowest temperature among the temperature of the plurality of batteries detected by the plurality of temperature sensors, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of the plurality of batteries, respectively. Temperature control means for adjusting the temperature of the fan, and fan control means for controlling the flow rate of air guided into the container by adjusting the strength of the fan, wherein the fan has stepwise strength. , Ru with a
The temperature control means has a temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature equal to or greater than a predetermined first switching temperature difference , the maximum temperature is equal to or higher than a predetermined required cooling temperature, and the minimum temperature is equal to a predetermined required heating temperature. The heater is stopped when the temperature is lower than the first switching temperature higher than the second temperature, or when the maximum temperature is equal to or higher than the second switching temperature lower than the cooling required temperature and the minimum temperature is lower than the heating required temperature. you implement temperature leveling control circulating air between the heater and the vessel by the flow path switching unit in a state in which operating the fan. Further, the temperature control means stops the operation of the heater and weakens the strength of the fan when the temperature difference is less than a second switching temperature difference that is higher than the first switching temperature difference. By means, weak temperature equalization control is performed in which air is circulated between the inside of the container and the heater.
The maximum temperature means the temperature of the hottest battery among the plurality of batteries. Similarly, the minimum temperature means the temperature of the lowest temperature battery. In other words, the highest temperature among the temperatures distributed in the container is the highest temperature, and the lowest temperature is the lowest temperature.
(2)前記温度制御手段が、前記最低温度が前記要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施することが好ましい。
(3)前記ヒータが段階的な強さを有するものであって、前記ヒータの強さを調整することにより前記容器内へ流れる空気の温度を制御するヒータ制御手段を備えることが好ましい。この場合、前記温度制御手段が、前記最高温度が前記第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ファンを作動させ前記ヒータの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施することが好ましい。
(2) When the temperature control means is in a state where both the heater and the fan are operated when the minimum temperature is lower than the heating required temperature, the flow path switching means causes a gap between the inside of the container and the heater. It is preferable to implement heating control that circulates air .
(3) It is preferable that the heater has stepwise strength, and includes heater control means for controlling the temperature of air flowing into the container by adjusting the strength of the heater. In this case, the temperature control means, said maximum case temperature is above lower third switching temperature than the previous SL second switching temperature and less than the second switching temperature, or the lowest temperature and is below the main heating temperature the When the temperature is equal to or higher than the fourth switching temperature that is lower than the heating required temperature, the fan is operated to weaken the strength of the heater, and the flow path switching means circulates air between the container and the heater. It is preferable to implement control.
(4)前記温度制御手段が、前記最高温度が前記第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施することが好ましい。 (4) before SL temperature control means, the case where the maximum temperature is above lower third switching temperature than the less than the second switching temperature and the second switching temperature, or the lowest temperature and is below the main heating temperature the When the temperature is equal to or higher than the fourth switching temperature lower than the required heating temperature, the heater is operated to weaken the strength of the fan, and the air flow is circulated between the container and the heater by the flow path switching means. It is preferable to implement control.
(5)ここで開示する組電池の温度調節装置は、複数の電池を収容する容器内に空気を導くファンと、前記容器内へ流れる空気を加熱するヒータとを備えた組電池の温度調節装置であって、前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段と、前記ヒータが段階的な強さを有するものであって、前記ヒータの強さを調整することにより前記容器内へ流れる空気の温度を制御するヒータ制御手段と、を備える。
前記温度制御手段は、前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施する。また、前記温度制御手段は、前記最低温度が所定の要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施する。さらに、前記温度制御手段は、前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ファンを作動させ前記ヒータの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する。
(5) An assembled battery temperature control device disclosed herein includes a fan that guides air into a container that houses a plurality of batteries, and a heater that heats the air flowing into the container. A flow path for switching between a flow of air that discharges the air guided into the container to the outside and a flow of air that circulates the air guided into the container through the heater and into the container The assembled battery based on the highest temperature and the lowest temperature among the temperature of the plurality of batteries detected by the plurality of temperature sensors, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of the plurality of batteries, respectively. Temperature control means for adjusting the temperature of the heater, heater control means for controlling the temperature of the air flowing into the container by adjusting the strength of the heater, wherein the heater has stepwise strength, Is provided.
When the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature is equal to or greater than a predetermined first switching temperature difference, the temperature control means stops the operation of the heater and operates the fan in a state where the fan is operated. Thus, temperature equalization control is performed to circulate air between the inside of the container and the heater. Further, the temperature control means is configured such that when the minimum temperature is lower than a predetermined heating temperature, the flow path switching means causes the heater and the fan to operate between the inside of the container and the heater. implement heating control circulating air. Further, the temperature control means is configured such that the maximum temperature is lower than a second switching temperature lower than a predetermined cooling temperature and not less than a third switching temperature lower than the second switching temperature, or the minimum temperature is the required temperature. When the temperature is lower than the heating temperature and higher than the fourth switching temperature lower than the required heating temperature, the fan is operated to weaken the strength of the heater, and the air flow is switched between the inside of the container and the heater by the flow path switching means. We implement weak heating control that circulates.
(6)前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段を備えることが好ましい。この場合、前記温度制御手段が、前記最高温度が前記第二切替温度未満且つ前記第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施することが好ましい。 (6) the fan be one having a graded strength, Rukoto comprises a fan control means for controlling the flow rate of air that is introduced into the vessel by adjusting the strength of the fan is preferable. In this case, the temperature control means, the case where the maximum temperature is above the second switching temperature and less than before Symbol third switching temperature or the minimum temperature is less than said main heating temperature and before Symbol above fourth switching temperature In this case, it is preferable to perform weak heating control in which the heater is operated to weaken the strength of the fan so that air is circulated between the container and the heater by the flow path switching unit.
(7)ここで開示する組電池の温度調節装置は、複数の電池を収容する容器内に空気を導くファンと、前記容器内へ流れる空気を加熱するヒータとを備えた組電池の温度調節装置であって、前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段と、前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段と、を備える。
前記温度制御手段は、前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施する。また、前記温度制御手段は、前記最低温度が所定の要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施する。さらに、前記温度制御手段は、前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する。
(7) An assembled battery temperature control device disclosed herein includes a fan that guides air into a container that houses a plurality of batteries, and a heater that heats the air flowing into the container. A flow path for switching between a flow of air that discharges the air guided into the container to the outside and a flow of air that circulates the air guided into the container through the heater and into the container The assembled battery based on the highest temperature and the lowest temperature among the temperature of the plurality of batteries detected by the plurality of temperature sensors, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of the plurality of batteries, respectively. Temperature control means for adjusting the temperature of the fan, and fan control means for controlling the flow rate of air guided into the container by adjusting the strength of the fan , wherein the fan has stepwise strength. , Ru with a
When the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature is equal to or greater than a predetermined first switching temperature difference, the temperature control means stops the operation of the heater and operates the fan in a state where the fan is operated. Thus, temperature equalization control is performed to circulate air between the inside of the container and the heater. Further, the temperature control means is configured such that when the minimum temperature is lower than a predetermined heating temperature, the flow path switching means causes the heater and the fan to operate between the inside of the container and the heater. Implement heating control to circulate air. Further , the temperature control means is configured such that the maximum temperature is lower than a second switching temperature lower than a predetermined cooling temperature and not less than a third switching temperature lower than the second switching temperature, or the minimum temperature is the required temperature. When the temperature is lower than the heating temperature and higher than the fourth switching temperature lower than the required heating temperature, the heater is operated to reduce the strength of the fan, and the air is switched between the inside of the container and the heater by the flow path switching means. you implement the weak heating control for circulating.
(8)前記温度制御手段が、前記温度差が前記第一切替温度差未満であって前記最高温度が前記要冷却温度未満且つ前記最低温度が前記要暖房温度以上のときに、前記ファン及び前記ヒータの作動を共に停止させて前記流路切替手段を現状の状態に保持する保持制御を実施することが好ましい。 (8) the temperature control means, when said maximum temperature is the main cooling temperature and less than the minimum temperature the temperature difference is less than the said first switching temperature difference is more than the main heating temperature, the fan and the It is preferable to perform holding control for stopping the operation of the heaters and holding the flow path switching means in the current state.
本発明の組電池の温度調節装置によれば、複数の電池を有する組電池において、複数の温度センサにより検出した温度のうち最高温度と最低温度とを取得し、この最高温度と最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上であるときに温度均一化制御が実施される。この温度均一化制御は、ヒータの作動を停止させた状態で容器内とヒータとの間を空気が循環するように流路切替手段とファンとを制御するものであるため、電池に対して外部から熱量を加えたり取り除いたりすることなく(すなわち、暖房したり冷却したりすることなく)、複数の電池間の温度差を解消することができる。
すなわち、複数の電池間の温度差が第一切替温度差以上のときに、冷却制御や暖房制御ではなく温度均一化制御を実施するため、冷却制御と暖房制御とが繰り返されるようなことがなく(言い換えると、ハンチングの発生を抑制して)、確実に温度差を解消することができる。
According to the battery pack temperature control apparatus of the present invention, in the battery pack having a plurality of batteries, the maximum temperature and the minimum temperature among the temperatures detected by the plurality of temperature sensors are acquired, and the maximum temperature and the minimum temperature are obtained. Temperature equalization control is performed when the temperature difference is greater than or equal to a predetermined first switching temperature difference. In this temperature equalization control, the flow path switching means and the fan are controlled so that air circulates between the inside of the container and the heater in a state where the operation of the heater is stopped. The temperature difference between the plurality of batteries can be eliminated without adding or removing heat from the battery (that is, without heating or cooling).
That is, when the temperature difference between the plurality of batteries is equal to or greater than the first switching temperature difference, the temperature equalization control is performed instead of the cooling control or heating control, so that the cooling control and the heating control are not repeated. (In other words, the occurrence of hunting is suppressed), and the temperature difference can be reliably eliminated.
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
[1.装置構成]
一実施形態に係る組電池の温度調節装置の構成について、図1〜図3を用いて説明する。本温度調節装置は、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に用いて好適であり、ここではハイブリッド車に適用したものを例として説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment.
[1. Device configuration]
The structure of the temperature control apparatus of the assembled battery which concerns on one Embodiment is demonstrated using FIGS. 1-3. This temperature control device is suitable for use in an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. Here, a description will be given of an example applied to a hybrid vehicle.
[1−1.全体構成]
図2は本温度調節装置を備えた車両の構成図である。図2に示すように、車両1は、エンジン(ENG)2の出力軸(回転軸)2aにクラッチ3を介して電動発電機(以下、電動機ともいう)4の回転軸4aが接続され、電動機4の回転軸4aに変速機(T/M)5の入力軸5aが直結されたパラレル式ハイブリッド自動車として構成されている。また、変速機5の出力軸5bは、プロペラシャフト6,図示しないディファレンシャル及びドライブシャフトを介して左右の駆動輪7に接続されている。したがって、クラッチ3が接続されているときには、エンジン2の出力軸2aと電動機4の回転軸4aの双方が駆動輪7と機械的に接続され、クラッチ3が切断されているときには、電動機4の回転軸4aのみが駆動輪7と機械的に接続された状態となる。
[1-1. overall structure]
FIG. 2 is a configuration diagram of a vehicle provided with the temperature control device. As shown in FIG. 2, a vehicle 1 is connected to an output shaft (rotary shaft) 2 a of an engine (ENG) 2 with a
電動機4は、バッテリ(組電池)10に蓄えられた直流電力がインバータ8によって交流電力に変換されて供給されることにより電動機(モータ)として作動し、その駆動力が変速機5によって適切な速度に変換された後に駆動輪7に伝達される。また、車両減速時には、電動機4が発電機として作動し、駆動輪7の回転による運動エネルギが変速機5を介して電動機4に伝達され、交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ8によって直流電力に変換された後、バッテリ10に充電され、駆動輪7の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
The
一方、エンジン2の駆動力は、クラッチ3が接続されているときに電動機4の回転軸4aを経由して変速機5に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪7に伝達される。したがって、エンジン2の駆動力が駆動輪7に伝達されているときに電動機4がモータとして作動する場合には、エンジン2の駆動力と電動機4の駆動力とがそれぞれ駆動輪7に伝達される。すなわち、車両1の駆動のために駆動輪7に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン2から供給されると共に、残りが電動機4から供給される。
On the other hand, the driving force of the engine 2 is transmitted to the transmission 5 via the
また、バッテリ10の充電率が低下してバッテリ10を充電する必要があるときには、電動機4が発電機として作動すると共に、エンジン2の駆動力の一部を用いて電動機4を駆動する。これにより発電が行われ、発電された交流電力がインバータ8によって直流電力に変換された後にバッテリ10に充電される。なお、バッテリ10の近傍には、バッテリ10内を暖房するためのヒータ11が設けられている。
When the charging rate of the
また、車両1には、上記の駆動系及び発電系の装置とは別に、車室内の空気の温度を調節するためのエアコン(A/C)9が設けられている。また、車両1にはこれら装置を制御する電子制御装置(以下、ECUという)が設けられている。すなわち、車両1には、エンジン2を制御するエンジンECU(ENG_ECU)12,インバータ8を制御するインバータECU13,エアコン9を制御するエアコンECU(A/C_ECU)14,バッテリ10の管理やヒータ11の制御等を行う車両ECU15がそれぞれ設けられている。車両ECU15は、エンジンECU12,インバータECU13及びエアコンECU14を通じて車両1の統合制御も実施する。各ECU12〜15は、メモリ(ROM,RAM)及びCPU等で構成されるコンピュータである。
なお、エンジンECU12,インバータECU13及びエアコンECU14の各機能については、周知の技術を適用可能であるため、詳細については省略する。
In addition, the vehicle 1 is provided with an air conditioner (A / C) 9 for adjusting the temperature of air in the passenger compartment, in addition to the drive system and the power generation system. Further, the vehicle 1 is provided with an electronic control device (hereinafter referred to as ECU) for controlling these devices. That is, the vehicle 1 includes an engine ECU (ENG_ECU) 12 that controls the engine 2, an
In addition, about each function of engine ECU12, inverter ECU13, and air-conditioner ECU14, since a well-known technique is applicable, it abbreviate | omits for details.
[1−2.温度調節装置の構成]
図1は本温度調節装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、車室1a内には、バッテリ10,ヒータ11,車両ECU15及び配管20が設けられ、車室1a外には、エアコンECU14,配管17及び18,配管17内に配置されたエアコンブロア9a及びエアコン側シャッタバルブ9bが設けられる。配管17は車室1a内へ外気を導入する通路となるものであり、配管18は車室1a内の空気を配管17へ循環させる通路となる配管である。エアコン側シャッタバルブ9bはこれら配管17及び18の接続部分に設けられ、エアコンECU14により制御されて空気の流れを切り替える切替弁である。なお、エアコンブロア9a及びエアコン側シャッタバルブ9bの上流側には図示しないコンプレッサやコンデンサ等が設けられており、これらによってエアコン9(図2参照)が構成される。車室1a内は、このエアコン9により空調される。
[1-2. Configuration of temperature controller]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present temperature control apparatus. As shown in FIG. 1, a
バッテリ10は、バッテリケース(容器)30内に電池モジュール(電池)31が複数収容された組電池として構成される。ここでは、バッテリケース30の長手方向に四つずつ,短手方向に二つずつ配設され、合計八つの電池モジュール31が収容される。各電池モジュール31は、例えばそのケース内に複数の電池セルが直列に接続されて収容された組電池である。なお、電池モジュールの数はこれに限られない。また、バッテリケース30は、車室1a内(例えば、車両1のトランクルーム内やインパネの内部等)の任意の位置に固定されているものとする。
The
複数の電池モジュール31は、互いに隙間を有してバッテリケース30内に収容されている。これら複数の電池モジュール31は、後述する供給流路21又は循環流路23から供給される空気が各電池モジュール31の周囲を流通することにより冷却又は加温される。これにより、バッテリ10の温度調節が行われる。各電池モジュール31には、それぞれ温度センサ32が設けられており、各電池モジュール31の温度が各温度センサ32によって検出される。検出された各電池モジュール31の温度情報は、車両ECU15へ伝達される。なお、図1では分かりやすくするために、各電池モジュール31間の隙間は大きく表現されている。また、温度センサ32は二つのみ記載しているが、一つの電池モジュール31に一つの温度センサ32が設けられている。
The plurality of
ヒータ11は、例えばPTCヒータ等の加熱器であって、スイッチがオンのときにヒータ11を流通する空気を加熱する。このヒータ11の暖房能力は段階的に変更可能とされており、ここではハイ/ロー(強/弱)の二段階に強さが切り替えられる。すなわち、ヒータ11の強さがハイ(強)のときは、強さがロー(弱)のときに比べて空気をより加熱することができる(言い換えると、空気をより高温にすることができる)。このヒータ11のスイッチのオン/オフ制御(作動制御)や温度切替制御(強さ制御)は、車両ECU15に設けられる後述のヒータ制御部15cにより行われる。なお、スイッチオンの場合の温度切替は二段階より多くてもよい。ヒータ11は、後述するようにバッテリケース30内を暖房する際に用いられる。なお、以下、バッテリケース30内の空間を暖房することを、単に「バッテリ10を暖房する」,「電池モジュール31を暖房する」等とも表現する。
The
配管20は、車室1a内の空気をバッテリケース30内へ供給するための供給流路21と、バッテリケース30内を流通し終えた空気を車室1a外へ排出するための排出流路22と、排出流路22から排出された空気を再びバッテリケース30に戻して循環させるための循環流路23とを有している。
供給流路21は、その上流端が車室1a内の任意の位置で開口して設けられ、下流端がバッテリケース30の長手方向の一端部(ここでは、バッテリケース30の長手方向の一端の角部)に接続される。
The piping 20 includes a
The
排出流路22は、その上流端がバッテリケース30の長手方向の他端部(ここでは、バッテリケース30の長手方向の他端の角部であって供給流路21と対向する角部)に接続され、下流端が車室1a外に向かって開口して設けられる。排出流路22の上流側には、供給流路21又は循環流路23からバッテリケース30内へ空気を導き排出流路22から外部へ放出させる(すなわち、バッテリケース30内に空気の流れを形成する)ためのファン25が設けられる。
The upstream end of the
このファン25は段階的な強さ(送風能力)を有するものであり、ここではハイ/ロー(強/弱)の二段階に強さが切り替えられる。すなわち、ファン25の強さがハイのときは、強さがローのときに比べてより多くの空気をバッテリケース30内に導くことができる(言い換えると、空気の流量をより多くすることができる)。このファン25のスイッチのオン/オフ制御(作動制御)や流量切替制御(強さ制御)は、車両ECU15に設けられる後述のファン制御部15bにより制御される。また、排出流路22の下流側には隙間22cが設けられる。この隙間22cにより排出流路22内を流通する空気がわずかに車室1a内に排出され、車室1a内に負圧が生じにくくなる。
The
循環流路23は、その上流端が排出流路22の中間部に接続され、下流端がバッテリケース30の長手方向の一端部(ここでは、供給流路21の接続部に対して短手方向他端側)に接続され、排出流路22を流通する空気を再びバッテリケース30内に流入させる流路である。この循環流路23にはヒータ11が介装され、ヒータ11は循環流路23を流通する空気を加熱する。すなわち、循環流路23は、ヒータ11とバッテリケース30内との間で空気を循環させるものである。
The
排出流路22と循環流路23との接続点には、バッテリケース30内の空気の流通状態を切り替えるシャッタバルブ(流路切替手段)24が設けられる。このシャッタバルブ24は、閉状態のときに排出流路22の上流側と下流側とを連通状態とし、開状態のときに排出流路22の上流側と循環流路23とを連通状態とする。言い換えると、シャッタバルブ24が閉じているときは、空気が供給流路21からバッテリケース30内に導かれ、排出流路22から車室1a外へ放出される。また、シャッタバルブ24が開いているときは、空気が循環流路23からバッテリケース30内に導かれ、排出流路22から循環流路23のヒータ11を通過して再びバッテリケース30内へ流入する。
A shutter valve (flow path switching means) 24 that switches the flow state of air in the
すなわち、シャッタバルブ24は、バッテリケース30内に導かれた空気を排出流路22から外部へ放出する空気の流れと、バッテリケース30内に導かれた空気をヒータ11で加温してから(ヒータ11を通過させてから)バッテリケース30内へ循環させる空気の流れとを切り替えるものである。言い換えると、シャッタバルブ24は、ヒータ11を通過しない空気の流れと、ヒータ11を通過した空気の流れとを切り替える。このシャッタバルブ24の切替制御は、車両ECU15に設けられる後述のシャッタ制御部15dにより行われる。
That is, after the
[2.制御構成]
[2−1.制御の概要]
本実施形態の車両ECU15では、おもに四つの制御が実施される。第一の制御は電池を冷却する冷却制御,第二の制御は電池を暖める(加温する)暖房制御,第三の制御は電池の温度を均一化する温度均一化制御,第四の制御は電池の温度を保持する保持制御である。
冷却制御とは、バッテリケース30内へ冷たい空気(冷気)を導くことにより、バッテリケース30内の電池モジュール31を冷却してバッテリ10全体を冷却する制御である。
[2. Control configuration]
[2-1. Overview of control]
In the
The cooling control is a control for cooling the
暖房制御とは、バッテリケース30内に加熱された空気(熱気)を流すことにより、バッテリケース30内の電池モジュール31を暖めてバッテリ10全体を暖房する制御である。この暖房制御には、ヒータ11及びファン25の強さを共にハイの状態とする第一暖房制御と、ヒータ11及びファン25の少なくとも一方の強さをローの状態とする第二暖房制御(弱暖房制御)とが含まれる。なお、本実施形態で説明する第二暖房制御は、ヒータ11及びファン25の強さをいずれもローの状態とする。以下、特に第一暖房制御と第二暖房制御とを区別しない場合には、単に暖房制御という。
The heating control is control for heating the
温度均一化制御とは、ヒータ11のスイッチをオフにした状態で、バッテリケース30内とヒータ11との間に空気を循環させることにより、バッテリケース30内の複数の電池モジュール31の温度を均一にさせる制御である。すなわち、バッテリケース30内へは冷気も熱気も流入させずに、電池モジュール31の温度を平準化する制御である。この温度均一化制御には、ファン25の強さがハイの状態の第一温度均一化制御と、ファン25の強さがローの状態の第二温度均一化制御(弱温度均一化制御)とが含まれる。以下、特に第一温度均一化制御と第二温度均一化制御とを区別しない場合には、単に温度均一化制御という。
In the temperature equalization control, the temperature of a plurality of
保持制御とは、バッテリケース30内へ空気を流入させずに、バッテリケース30内の電池モジュール31の温度を現状の状態に保持する制御である。
本実施形態の車両ECU15では、複数の電池モジュール31の温度のうち、最も高い最高温度と最も低い最低温度とに基づいて、冷却制御,暖房制御,温度均一化制御及び保持制御のいずれかの制御が実施される。
The holding control is control for holding the temperature of the
In the
[2−2.制御ブロック構成]
車両ECU15は、上記の四つの制御を実現するために、バッテリ管理部15aとしての機能要素と、ファン制御部15bとしての機能要素と、ヒータ制御部15cとしての機能要素と、シャッタ制御部15dとしての機能要素と、温度制御部15eとしての機能要素とを有している。
[2-2. Control block configuration]
In order to realize the above four controls, the
バッテリ管理部(バッテリマネジメントユニット,BMU)15aは、バッテリ10の温度や電圧、インバータ8とバッテリ10との間に流れる電流等を検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ10の充電率を算出し、過充電や過放電とならないようにバッテリ10の状態を監視するものである。ここでは、バッテリ管理部15aは、温度センサ32で検出された全ての電池モジュール31の温度を収集し、これらの温度情報から、全ての電池モジュール31の温度のうち、最も高温な電池モジュール31の温度(以下、最高温度という)TMAXと最も低温な電池モジュール31の温度(以下、最低温度という)TMINとを選択して取得する。バッテリ管理部15aで取得された情報は、温度制御部15eへ伝達される。
The battery management unit (battery management unit, BMU) 15a detects the temperature and voltage of the
ファン制御部(ファン制御手段)15bは、温度制御部15eの指令に応じて、ファン25のスイッチのオン/オフ(ファン25の作動)とスイッチがオンのときのファン25の強さとを制御するものである。ここでは、ファン25は二段階の強さに切り替えられるものであるため、ファン制御部15bは、ファン25の強さを切り替えることによりバッテリケース30内に導かれる空気の流量を制御する。
The fan control unit (fan control means) 15b controls on / off of the switch of the fan 25 (operation of the fan 25) and the strength of the
ヒータ制御部(ヒータ制御手段)15cは、温度制御部15eの指令に応じて、ヒータ11のスイッチのオン/オフ(ヒータ11の作動)とスイッチがオンのときのヒータ11の強さとを制御するものである。ここでは、ヒータ11は二段階の強さに切り替えられるものであるため、ヒータ制御部15cは、ヒータ11の強さを切り替えることによりヒータ11を通過しバッテリケース30内に流れる空気の温度を制御する。
The heater control unit (heater control means) 15c controls on / off of the switch of the heater 11 (operation of the heater 11) and the strength of the
シャッタ制御部(流路切替手段)15dは、温度制御部15eの指令に応じて、シャッタバルブ24の開閉を制御する。すなわち、シャッタ制御部15dは、シャッタバルブ24の閉閉制御を実施することにより、供給流路21からバッテリケース30内に空気を導く流路と、循環流路23からバッテリケース30内へ空気を導く流路とを切り替えるものである。
The shutter control unit (flow path switching unit) 15d controls opening and closing of the
温度制御部(温度制御手段)15eは、バッテリ管理部15aから伝達された最高温度TMAXと最低温度TMINとに基づいて、バッテリ10の温度を適切な温度に調節するために、上記した四つの制御を実施するものである。以下、図3(a)に示す最高温度TMAXと最低温度TMINと制御内容との関係を示すグラフを参照しながら一つずつ説明する。なお、図3(a)において、グラフの左下隅部から右上隅部に伸びる対角線上は最高温度TMAXと最低温度TMINとが同じ温度を示し、この線上は最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差がゼロであり、この対角線よりも右下の領域は存在しない領域である。また、図3(b)は比較のため従来の温度調節制御の内容を示すものであり、図3(a)と同じ符号を付した値や領域は、図3(a)のものと対応する。
The temperature control unit (temperature control means) 15e is configured to adjust the temperature of the
まず、冷却制御について説明する。温度制御部15eは、最高温度TMAXが冷却を必要とする温度(以下、この温度を要冷却温度という)TC以上のときに、最低温度TMINが暖房を必要とする温度(以下、この温度を要暖房温度という)THよりも高い温度に設定された第一切替温度T1以上であれば、バッテリ10の冷却が必要であると判断して冷却制御を実施する。これは、図3(a)中のAの領域に対応する。すなわち、冷却制御の実施条件は、以下の(1)である。
(1)TMAX≧TC且つTMIN≧T1
First, the cooling control will be described.
(1) T MAX ≧ T C and T MIN ≧ T 1
なお、要冷却温度TCはバッテリ10の冷却を行うか否かを判定するための閾値であり、要暖房温度THは、バッテリ10の暖房を行うか否かを判定するための閾値である。これら要冷却温度TC及び要暖房温度THは、使用される電池モジュール31に応じて予め設定されるものであり、例えば要冷却温度TC=30℃,要暖房温度TH=10℃に設定される。なお、これらの値は一例である。
Incidentally, the main cooling temperature T C is a threshold for determining whether or not to cool the
温度制御部15eは、上記の条件(1)が成立した場合(冷却制御を実施する必要がある場合)は、ファン制御部15bに対してファン25のスイッチをオンにしてその強さをハイにするように指令を出す。また、ヒータ制御部15cに対してヒータ11のスイッチをオフにして作動を停止させるように指令を出す。さらに、シャッタ制御部15dに対してシャッタバルブ24を閉じるように指令を出す。これらの指令により、温度制御部15eは、バッテリケース30内の電池モジュール31に対して車室1a内の冷えた空気を供給し、バッテリ10の冷却を実施する。
When the above condition (1) is satisfied (when cooling control needs to be performed), the
次に、暖房制御について説明する。温度制御部15eは、最低温度TMINが要暖房温度TH未満のときに、最高温度TMAXが要冷却温度TCよりも低い温度に設定された第二切替温度T2未満であれば、バッテリ10の暖房が必要であると判断して暖房制御を実施する。これは、図3(a)中のB及びCの領域に対応する。すなわち、暖房制御の実施条件は、以下の(2)である。
(2)TMAX<T2且つTMIN<TH
Next, heating control will be described.
(2) T MAX <T 2 and T MIN <T H
温度制御部15eは、上記の条件(2)が成立した場合(暖房制御を実施する必要がある場合)は、ファン制御部15bに対してファン25のスイッチをオンにするように指令を出し、ヒータ制御部15cに対してヒータ11のスイッチをオンにするように指令を出す。また、シャッタ制御部15dに対してシャッタバルブ24を開けるように指令を出す。これらの指令により、温度制御部15eは、バッテリケース30内の電池モジュール31に対してヒータ11により加熱された空気を供給し、バッテリ10の暖房を実施する。
When the above condition (2) is established (when it is necessary to perform heating control), the
このとき、温度制御部15eは、バッテリケース30から放出された空気を再びヒータ11に通過させて加熱し、加熱された空気をバッテリケース30内へ供給することを繰り返す。言い換えると、排出流路22から循環流路23へ空気を流通させることにより、バッテリケース30内とヒータ11との間にヒータ11によって加熱された空気を循環させる。これにより効率的にバッテリ10を暖房する。
At this time, the
なお、暖房制御には、上記したように第一暖房制御と第二暖房制御とが含まれる。これらのうち、第一暖房制御は、電池モジュール31をより強く暖房する必要がある場合に実施される制御のことであり、バッテリ10の温度が全体的に低いときに実施される。これに対して、第二暖房制御は、第一暖房制御に比べて緩やかに電池モジュール31を暖房する場合に実施される制御のことであり、バッテリ10の温度が全体的に低いが第一暖房制御を実施するときよりも高い温度のときに実施される。
Note that the heating control includes the first heating control and the second heating control as described above. Among these, 1st heating control is control implemented when it is necessary to heat the
温度制御部15eは、最高温度TMAXが第二切替温度T2よりも低い温度に設定された第三切替温度T3未満のときに、最低温度TMINが要暖房温度THよりも低い温度に設定された第四切替温度T4未満であれば、バッテリ10の暖房の強化が必要であると判断して第一暖房制御を実施する。これは、図3(a)中のBの領域に対応する。すなわち、第一暖房制御の実施条件は、以下の(3)である。
(3)TMAX<T3且つTMIN<T4
(3) T MAX <T 3 and T MIN <T 4
また、温度制御部15eは、最高温度TMAXが第二切替温度T2未満且つ第三切替温度T3以上であって最低温度TMINが要暖房温度TH未満の場合、又は、最低温度TMINが要暖房温度TH未満且つ第四切替温度T4以上であって最高温度TMAXが第三切替温度T3未満の場合に、バッテリ10の暖房が必要であると判断して第二暖房制御を実施する。これは、図3(a)中のCの領域に対応する。すなわち、第二暖房制御の実施条件は、以下の(4)又は(5)である。
(4)T3≦TMAX<T2且つTMIN<TH
(5)TMAX<T3且つT4≦TMIN<TH
なお、上記の第一暖房制御の実施条件(3)と第二暖房制御の実施条件(4)及び(5)とを組み合わせると、上記した暖房制御の実施条件(2)となる。
The
(4) T 3 ≦ T MAX <T 2 and T MIN <T H
(5) T MAX <T 3 and T 4 ≦ T MIN <T H
Note that the above-described heating control execution condition (2) is obtained by combining the first heating control execution condition (3) and the second heating control execution condition (4) and (5).
温度制御部15eは、上記の第一暖房制御の実施条件(3)が成立した場合は、ファン制御部15b及びヒータ制御部15cに対して、ヒータ11及びファン25の強さをいずれもハイとするように指令を出し、第一暖房制御を実施する。一方、温度制御部15eは、上記の第二暖房制御の実施条件(4)又は(5)が成立した場合は、ファン制御部15b及びヒータ制御部15cに対して、ヒータ11及びファン25の強さをいずれもローとするように指令を出し、第二暖房制御を実施する。
When the execution condition (3) of the first heating control is satisfied, the
次に、温度均一化制御について説明する。温度制御部15eは、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTを算出し、この温度差ΔTが所定の第一切替温度差ΔT1以上であれば、複数の電池モジュール31の温度を均一にするための温度均一化制御を実施する。この温度均一化制御は、外部から熱量を加えたり積極的に取り除いたりするのではなく、バッテリケース30内に空気を導いて混合し、複数の電池モジュール31がそれぞれ有する熱量を均一化するものである。
Next, temperature equalization control will be described. The
このため、温度制御部15eは、温度均一化制御を実施するときは、ファン制御部15bに対してスイッチをオンにするように指令を出し、ヒータ制御部15cに対してヒータ11のスイッチをオフにするように指令を出す。また、シャッタ制御部15dに対してシャッタバルブ24を開けるように指令を出し、バッテリケース30内とヒータ11との間に空気を循環させる(言い換えると、供給流路21から外部の空気を取り入れない)。
For this reason, when the
温度均一化制御の実施条件は、以下の(6)である。
(6)ΔT≧ΔT1 なお、ΔT=TMAX−TMIN
ただし、この条件(6)が成立する場合であっても、上記した冷却条件(1)又は暖房条件(2)が成立する場合には、温度制御部15eは冷却制御及び暖房制御を優先して実施する。言い換えると、温度均一化制御は、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1以上であって、冷却制御及び暖房制御が不要な場合に実施されるものである。これは、図3(a)中のD及びEの領域に対応する。すなわち、温度均一化制御の実施条件は、上記の条件(6)を加えた以下の(7)である。
(7)ΔT≧ΔT1であって、TMAX<TC且つTMIN≧TH
The implementation conditions of temperature equalization control are the following (6).
(6) ΔT ≧ ΔT 1 Note that ΔT = T MAX −T MIN
However, even if this condition (6) is satisfied, if the above-described cooling condition (1) or heating condition (2) is satisfied, the
(7) ΔT ≧ ΔT 1 and T MAX <T C and T MIN ≧ T H
また、上記の条件(7)を満たさない場合(すなわち、TMAX≧TCやTMIN<THのとき)であっても、以下の条件(8)又は(9)を満たす場合には、温度均一化制御が実施される。言い換えると、条件(6)を加えた条件(8)又は条件(6)を加えた条件(9)も、それぞれ温度均一化制御の実施条件である。
(8)ΔT≧ΔT1であって、TMAX≧TC且つTMIN<T1
(9)ΔT≧ΔT1であって、TMAX≧T2且つTMIN<TH
Also, if that do not meet the above criteria (7) (i.e., when T MAX ≧ T C and T MIN <T H) when even, satisfying the following condition (8) or (9), Temperature equalization control is performed. In other words, the condition (8) to which the condition (6) is added or the condition (9) to which the condition (6) is added is also an implementation condition for temperature equalization control.
(8) ΔT ≧ ΔT 1 , T MAX ≧ T C and T MIN <T 1
(9) ΔT ≧ ΔT 1 , T MAX ≧ T 2 and T MIN <T H
なお、温度均一化制御には、上記したように第一温度均一化制御と第二温度均一化制御とが含まれる。これらのうち、第一温度均一化制御は、電池モジュール31の最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTをより素早く均一にさせる場合に実施される制御のことであり、温度差ΔTが大きいときに実施される。これに対して、第二温度均一化制御は、第一温度均一化制御に比べて緩やかに温度差ΔTを解消する場合に実施される制御のことであり、温度差ΔTが小さいときに実施される。
Note that the temperature equalization control includes the first temperature equalization control and the second temperature equalization control as described above. Among these, the first temperature equalization control is control performed when the temperature difference ΔT between the maximum temperature T MAX and the minimum temperature T MIN of the
温度制御部15eは、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTが、第一切替温度差ΔT1よりも大きい温度差に設定された第二切替温度差ΔT2以上のときに、より素早く電池モジュール31間の温度差を解消する必要があると判断し、第一温度均一化制御を実施する。これは、図3(a)中のDの領域に対応する。すなわち、第一温度均一化制御の実施条件は、上記の(7)〜(9)のいずれかの条件に加え、以下の条件(10)である。
(10)ΔT≧ΔT2
When the temperature difference ΔT between the maximum temperature T MAX and the minimum temperature T MIN is equal to or greater than the second switching temperature difference ΔT 2 set to a temperature difference larger than the first switching temperature difference ΔT 1 , the
(10) ΔT ≧ ΔT 2
また、温度制御部15eは、温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1以上且つ第二切替温度差ΔT2未満のときに、第二温度均一化制御を実施する。これは、図3(a)中のEの領域に対応する。すなわち、第二温度均一化制御の実施条件は、上記の(7)〜(9)のいずれかの条件に加え、以下の条件(11)である。
(11)ΔT1≦ΔT<ΔT2
Further, the
(11) ΔT 1 ≦ ΔT <ΔT 2
温度制御部15eは、温度均一化制御を実施する場合に、上記の(7)〜(9)のいずれかの条件に加え、上記の条件(10)が成立した場合は、ファン制御部15bに対してファン25の強さをハイとするように指令を出し、第一温度均一化制御を実施する。一方、温度制御部15eは、上記の(7)〜(9)のいずれかの条件に加え、上記の条件(11)が成立した場合は、ファン制御部15bに対してファン25の強さをローとするように指令を出し、第二温度均一化制御を実施する。
When performing temperature equalization control, the
最後に、保持制御について説明する。温度制御部15eは、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1未満であって、最高温度TMAXが要冷却温度TC未満且つ最低温度TMINが要暖房温度TH以上のときに、バッテリ10の暖房も冷却も不要であると判断して保持制御を実施する。すなわち、保持制御の実施条件は、以下の(12)である。
(12)ΔT<ΔT1であって、TMAX<TC且つTMIN≧TH
Finally, holding control will be described. In the
(12) ΔT <ΔT 1 and T MAX <T C and T MIN ≧ T H
温度制御部15eは、上記の条件(12)が成立した場合は、ファン制御部15b及びヒータ制御部15cに対して、ファン25及びヒータ11のスイッチをオフにするようにそれぞれ指令を出す。そして、シャッタ制御部15dに対して、シャッタバルブ24を直前の状態に保持する(すなわち、現状を維持する)ように指令を出す。これらの指令により、温度制御部15eは、バッテリケース30内の電池モジュール31に対して空気を導くことを停止し、バッテリ10の現状を保持する。
When the above condition (12) is satisfied, the
以上の温度制御部15eによる制御内容をまとめると、以下の表1のようになる。なお、表1中の領域は、図3(a)のグラフ中の領域と対応する。
The contents of control by the
なお、いずれの制御を実施するか否かを判定するときに用いる判定閾値としての第一切替温度T1,第二切替温度T2,第三切替温度T3及び第四切替温度T4は、バッテリ10の種類(性質)やバッテリ出力、車両1の種類や要求(例えば、車両1の重量や電動機4の性能等)が変化すれば変化するものである。このため、例えば図3(a)に示すようなマップにおいて、これらの判定閾値をパラメータ化しておき、上記したようなバッテリ10の出力や車両1の要求等に応じて適宜設定できるようにしてもよい。また、バッテリ10の種類や車両1の種類に応じて、予め設定しておいてもよい。
また、判定閾値としての第一切替温度差ΔT1及び第二切替温度差ΔT2は、要冷却温度TCと要暖房温度THとの差よりも小さい値に予め設定される。例えば、第一切替温度差ΔT1=5℃,第二切替温度差ΔT2=10℃として設定される。なお、これらの値は一例である。
Note that the first switching temperature T 1 , the second switching temperature T 2 , the third switching temperature T 3, and the fourth switching temperature T 4 as determination threshold values used when determining which control is to be performed are: If the type (property) and battery output of the
The first switching temperature difference [Delta] T 1 and the second switching temperature difference [Delta] T 2 as determination threshold value is preset to a value smaller than the difference between the main cooling temperature T C and main heating temperature T H. For example, the first switching temperature difference ΔT 1 = 5 ° C. and the second switching temperature difference ΔT 2 = 10 ° C. are set. Note that these values are examples.
[3.作用]
本実施形態に係る温度調節装置は上述のように構成されているので、バッテリ10の温度調節は、例えば以下のように行われる。
車両1のイグニッションスイッチがオンにされると、温度センサ32は各電池モジュール31の温度を検出し、この温度情報が車両ECU15へ伝達される。車両ECU15のバッテリ管理部15aは、この温度情報から最高温度TMAXと最低温度TMINとを選択して取得する。バッテリ管理部15aは、取得した最高温度TMAXと最低温度TMINとを温度制御部15eへ伝達する。車両ECU15の温度制御部15eは、これらの温度情報からバッテリ10の冷却制御が必要か、暖房制御が必要か、温度均一化制御が必要か、或いは保持制御が必要かを判断して温度調節制御を実施する。
[3. Action]
Since the temperature adjustment device according to the present embodiment is configured as described above, the temperature adjustment of the
When the ignition switch of the vehicle 1 is turned on, the
例えば、車両1の始動時においてバッテリ10が低温の場合(複数の電池モジュール31の最高温度TMAXが第三切替温度T3未満且つ最低温度TMINが第四切替温度T4未満のとき)、温度制御部15eは、まず第一暖房制御を実施する。これにより、バッテリケース30内には循環流路23からヒータ11で加熱された空気が流れ込み、循環流路23の接続部分の近く(すなわち、空気の流れの上流側)に配置された電池モジュール31は徐々に温度上昇する。これに対して、排出流路22の接続部分の近く(すなわち、空気の流れの下流側)に配置された電池モジュール31は、上流側の電池モジュール31の周囲を流通して温度が低下した空気が流れてくるため、温度上昇しにくい。
For example, when the
言い換えると、上流側に配置された電池モジュール31は温度上昇しやすいため最も温度が高くなり(最高温度TMAXになり)、下流側に配置された電池モジュール31は温度上昇しにくいため最も温度が低くなる(最低温度TMINとなる)。このため、第一暖房制御を実施し続けると、最高温度TMAXはますます上昇するのに対し最低温度TMINはなかなか上昇せず、上流側と下流側とに配置された電池モジュール31間において温度差が生じる。この温度差は、第一暖房制御を実施している間に拡大していく。この現象を表したのが図3(a)中の領域B内の右上向矢印である。
In other words, the temperature of the
図3(a)及び(b)に示す矢印は、それぞれの領域で対応する温度調節制御を実施した場合における、複数の電池モジュール31の最高温度TMAXと最低温度TMINとの変化傾向を表したものである。言い換えると、この矢印が指す方向の傾き(勾配)は、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差がゼロを示す対角線に対して大きくなるほど、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTが大きくなることを意味する。
The arrows shown in FIGS. 3A and 3B indicate a change tendency between the maximum temperature T MAX and the minimum temperature T MIN of the plurality of
例えば、上記した領域Bの右上向矢印は、最高温度TMAXの変化率(上昇率)が最低温度TMINの変化率(上昇率)に対して大きく、温度差ΔTが拡大していくことを示す。また、第二暖房制御が実施される領域Cでは、右上向矢印の傾きが第一暖房制御が実施される領域Bの矢印よりも小さくなる。これは、第二暖房制御が第一暖房制御に比べて緩やかな暖房制御であるため、最高温度TMAXの変化率(上昇率)は領域Bよりも小さくなり、最低温度TMINの変化率(上昇率)は領域Bよりわずかに小さくなるかほとんど変化しないため、温度差ΔTの変化(温度差ΔTの拡大率,すなわち、矢印が指す方向の傾き)が小さくなるからである。 For example, the upper right arrow in the region B indicates that the change rate (increase rate) of the maximum temperature T MAX is larger than the change rate (increase rate) of the minimum temperature T MIN , and the temperature difference ΔT increases. Show. Moreover, in the area C where the second heating control is performed, the slope of the upper right arrow is smaller than the arrow of the area B where the first heating control is performed. This is because the second heating control is gentler heating control than the first heating control, so the rate of change (increase rate) of the maximum temperature T MAX is smaller than that of the region B, and the rate of change of the minimum temperature T MIN ( This is because the change in the temperature difference ΔT (the expansion rate of the temperature difference ΔT, that is, the inclination in the direction indicated by the arrow) is small because the increase rate is slightly smaller than the region B or hardly changes.
なお、バッテリケース30内の温度の状態は、最高温度TMAXの値と最低温度TMINの値とで規定される座標を持つ図3(a)のグラフ上の点(状態点)として表現することができる。状態点は、温度調節制御が進行するに連れて、その点が存在する領域の矢印方向に移動することになる。状態点の移動速度は、矢印の長さに対応する速度となる。
The temperature state in the
車両1の始動時においてバッテリ10が低温のときに第一暖房制御が実施されると、電池モジュール31が徐々に温度上昇し、少なくとも最高温度TMAXが第三切替温度T3以上になるか、最低温度TMINが第四切替温度T4以上になったら、温度制御部15eはヒータ11及びファン25の強さがローに切り替えて第二暖房制御を実施する。温度制御部15eは、随時バッテリ管理部15aから最高温度TMAX及び最低温度TMINの情報を取得し、これらの温度情報に基づいて、上記した温度均一化制御の実施条件(7)〜(9)や保持制御の実施条件(12)が成立したか否かを判断し、成立するまで第二暖房制御を実施し、成立したら(すなわち、領域D,E,Fとなったら)その領域に対応した制御を実施する。
When the first heating control is performed when the
また、例えば車両1が走行中にバッテリ10が高温となった場合(複数の電池モジュール31の最高温度TMAXが要冷却温度TC以上且つ最低温度TMINが第一切替温度T1以上のとき)、温度制御部15eは冷却制御を実施する。これにより、バッテリケース30内には供給流路21から外部の空気(すなわち、ヒータ11を通過しない空気)が導かれ、供給流路21の接続部分の近く(すなわち、空気の流れの上流側)に配置された電池モジュール31は徐々に温度低下する。これに対して、排出流路22の接続部分の近く(すなわち、空気の流れの下流側)に配置された電池モジュール31は、上流側の電池モジュール31の周囲を流通して温度が上昇した空気が流れてくるため、温度低下しにくい。
Further, for example, when the
言い換えると、上流側に配置された電池モジュール31は温度低下しやすいため最も温度が低くなり(最低温度TMINとなり)、下流側に配置された電池モジュール31は温度低下しにくいため最も温度が高くなる(最高温度TMAXとなる)。このため、冷却制御を実施し続けると、最低温度TMINはますます低下するのに対し最高温度TMAXはなかなか低下せず、冷却制御においても上流側と下流側とに配置された電池モジュール31間において温度差が生じる。この温度差は、冷却制御を実施している間に拡大していく。この現象を表したのが図3(a)中の領域A内の左下向矢印である。
In other words, the temperature of the
つまり、バッテリ10が高温になった場合に冷却制御が実施されると、電池モジュール31が徐々に温度低下し、最低温度TMINが第一切替温度T1未満になるか最高温度TMAXが要冷却温度TC未満になったら、温度制御部15eは、最高温度TMAX及び最低温度TMINの情報に基づいて、上記した温度均一化制御の実施条件(7)〜(9)や保持制御の実施条件(12)が成立したか否かを判断し、成立するまで冷却制御を実施し、成立したら(すなわち、領域D,E,Fとなったら)その領域に対応した制御を実施する。
That is, when the cooling control is performed when the
また、温度制御部15eは、上記した温度均一化制御の実施条件(7)〜(9)のいずれかが成立した場合は温度均一化制御を実施する。温度均一化制御では、ファン25のみがハイ又はローの強さで作動され、バッテリケース30内には循環流路23からヒータ11で加熱されない空気が流れ込むため、この空気の流れを利用して温度の高い電池モジュール31から温度の低い電池モジュール31へ熱量が移動する(すなわち、熱が伝達される)。
言い換えると、温度均一化制御が実施されると、空気の流れによる熱伝導(対流)によって最高温度TMAXは低下し最低温度TMINは上昇するため、温度差ΔTは小さくなる。この現象を表したのが図3(a)中の領域D及びE内の右下向矢印である。なお、ここでは、温度の高い電池モジュール31から温度の低い電池モジュール31へ熱量が移動する際に熱損失はないものと考え(すなわち、温度の和は一定であると考え)、矢印の傾きは対角線に対して垂直となっている。
Moreover, the
In other words, when temperature equalization control is performed, the maximum temperature T MAX decreases and the minimum temperature T MIN increases due to heat conduction (convection) due to the flow of air, so the temperature difference ΔT decreases. This phenomenon is represented by the downward-pointing arrows in the regions D and E in FIG. Here, it is assumed that there is no heat loss when the amount of heat moves from the high
また、温度制御部15eは、上記した保持制御の実施条件(12)が成立した場合は保持制御を実施する。保持制御では、ファン25の作動を停止させるため、バッテリケース30内には空気は導かれない。そのため、保持制御の領域Fでは温度差ΔTを積極的に変化させない。なお、領域Fは、バッテリ10が使用される温度として最も適している領域である。言い換えると、温度制御部15eは、電池モジュール31の最高温度TMAX及び最低温度TMINがこの領域Fに収まるように温度調節制御を実施する。
Further, the
[4.フローチャート]
次に、図4を用いて車両ECU15で実施される温度調節制御の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期(例えば、数ms周期)で動作する。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能(手段)が、ソフトウェア(コンピュータプログラム)によって動作することによって実施される。
ドライバによる車両1のイグニッションスイッチのオン操作が行われてエンジン2が始動すると、本温度調節装置は以下の制御フローをスタートする。
[4. flowchart]
Next, an example of a temperature adjustment control procedure performed by the
When the engine 2 is started by turning on the ignition switch of the vehicle 1 by the driver, the temperature control device starts the following control flow.
図4に示すように、ステップS10において、複数の温度センサ32によって各電池モジュール31の温度情報が取得される。次いでステップS20において、取得した温度情報から最高温度TMAXと最低温度TMINとが選択される。以下のステップS30〜ステップS130は、温度制御部15eによって判定されるステップであり、車両ECU15によっていずれの制御を実施するかが判定される。また、以下のステップS140〜ステップS190は、車両ECU15によって実施される制御ステップであり、A〜Fは図3(a)の領域A〜Fに対応し、それぞれの領域の制御が実施されることを意味する。
As shown in FIG. 4, in step S <b> 10, temperature information of each
まずステップS30において、最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1以上か否かが判定される。この判定は上記の条件(6)に対応する。温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1以上のときは、YESルートからステップS40へ進み、最高温度TMAXが要冷却温度TC未満であるか否かが判定される。最高温度TMAXが要冷却温度TC未満のときは、YESルートからステップS50へ進み、最低温度TMINが要暖房温度TH以上であるか否かが判定される。最低温度TMINが要暖房温度TH以上のときは、YESルートからステップS60へ進み、温度差ΔTが第二切替温度差ΔT2以上であるか否かが判定される。 First, in step S30, it is determined whether or not the temperature difference ΔT between the maximum temperature T MAX and the minimum temperature T MIN is equal to or greater than the first switching temperature difference ΔT 1 . This determination corresponds to the above condition (6). When the temperature difference ΔT is greater than or equal to the first switching temperature difference ΔT 1 , the process proceeds from the YES route to step S40, and it is determined whether or not the maximum temperature T MAX is less than the required cooling temperature T C. The maximum temperature T MAX is the time of less than main cooling temperature T C, the flow advances from YES route to step S50, whether or not the lowest temperature T MIN is essential heating temperature T H above is determined. Minimum temperature T MIN is when the above main heating temperature T H, the process proceeds from YES route to step S60, whether the temperature difference [Delta] T is equal to the second switching temperature difference [Delta] T 2 or more is determined.
ステップS60において温度差ΔTが第二切替温度差ΔT2以上であると判定されると、YESルートからステップS140へ進み、第一温度均一化制御(領域D)が実施される。一方、ステップS60において温度差ΔTが第二切替温度差ΔT2以上ではない(すなわち、温度差ΔTが第二切替温度差ΔT2未満である)と判定されると、NOルートからステップS150へ進み、第二温度均一化制御(領域E)が実施される。すなわち、ステップS30でYES,ステップS40でYES及びステップS50でYESの場合は、上記の条件(7)を満たす。また、ステップS60でYESの場合は上記の条件(10)を満たし、ステップS60でNOの場合は上記の条件(11)を満たす。 If the temperature difference [Delta] T is determined to be the second switching temperature difference [Delta] T 2 or more in step S60, the flow advances from YES route to step S140, the first temperature-equalizing control (region D) is carried out. On the other hand, if it is determined in step S60 that the temperature difference ΔT is not greater than or equal to the second switching temperature difference ΔT 2 (that is, the temperature difference ΔT is less than the second switching temperature difference ΔT 2 ), the process proceeds from the NO route to step S150. Second temperature equalization control (region E) is performed. That is, if YES in step S30, YES in step S40, and YES in step S50, the above condition (7) is satisfied. Further, when the result is YES in step S60, the above condition (10) is satisfied, and when the result is NO in step S60, the above condition (11) is satisfied.
また、ステップS40において最高温度TMAXが要冷却温度TC未満ではないと判定されると、NOルートからステップS70へ進み、最低温度TMINが第一切替温度T1未満であるか否かが判定される。最低温度TMINが第一切替温度T1未満のときは、YESルートからステップS140へ進み、第一温度均一化制御(領域D)が実施される。すなわち、ステップS30でYES,ステップS40でNO及びステップS70でYESの場合は、上記の条件(8)を満たす。 If it is determined in step S40 that the maximum temperature T MAX is not less than the required cooling temperature T C , the process proceeds from the NO route to step S70, and whether or not the minimum temperature T MIN is less than the first switching temperature T 1 is determined. Determined. When the minimum temperature T MIN is lower than the first switching temperature T 1 , the process proceeds from the YES route to step S140, and the first temperature equalization control (region D) is performed. That is, if YES in step S30, NO in step S40, and YES in step S70, the above condition (8) is satisfied.
また、ステップS50において最低温度TMINが要暖房温度TH以上ではないと判定されると、NOルートからステップS80へ進み、最高温度TMAXが第二切替温度T2以上であるか否かが判定される。最高温度TMAXが第二切替温度T2以上のとき合は、YESルートからステップS140へ進み、第一温度均一化制御(領域D)が実施される。すなわち、ステップS30でYES,ステップS40でYES,ステップS50でNO及びステップS80でYESの場合は、上記の条件(9)を満たす。 Further, when the minimum temperature T MIN is determined not to be needed heating temperatures T H than in step S50, the process proceeds from NO route to step S80, whether the highest temperature T MAX is equal to the second switching temperature T 2 or higher Determined. The maximum temperature T MAX Conjunction when the second switching temperature T 2 above proceeds from YES route to step S140, the first temperature-equalizing control (region D) is carried out. That is, if YES in step S30, YES in step S40, NO in step S50, and YES in step S80, the above condition (9) is satisfied.
一方、ステップS70において最低温度TMINが第一切替温度T1未満ではないと判定されると、NOルートからステップS160へ進み、冷却制御(領域A)が実施される。すなわち、ステップS40でNO及びステップS70でNOの場合は、上記の条件(1)を満たす。また、ステップS80において最高温度TMAXが第二切替温度T2以上ではないと判定されると、NOルートからステップS90へ進み、最高温度TMAXが第三切替温度T3未満であるか否かが判定される。すなわち、ステップS50でNO及びステップS80でNOの場合は、上記の条件(2)を満たす。 On the other hand, if it is determined in step S70 that the minimum temperature T MIN is not lower than the first switching temperature T 1 , the process proceeds from the NO route to step S160, and cooling control (region A) is performed. That is, in the case of NO in step S40 and NO in step S70, the above condition (1) is satisfied. Further, when the maximum temperature T MAX is determined not to be the second switching temperature T 2 or higher in step S80, the process proceeds from NO route to step S90, whether the highest temperature T MAX is lower than the third switching temperature T 3 Is determined. That is, in the case of NO in step S50 and NO in step S80, the above condition (2) is satisfied.
ステップS90において最高温度TMAXが第三切替温度T3未満であると判定されると、YESルートからステップS100へ進み、最低温度TMINが第四切替温度T4未満か否かが判定される。最低温度TMINが第四切替温度T4未満のときは、YESルートからステップS170へ進み、第一暖房制御(領域B)が実施される。すなわち、ステップS90でYES及びステップS100でYESの場合は、上記の条件(3)を満たす。 If in step S90 the highest temperature T MAX is determined to be less than the third switching temperature T 3, the flow advances from YES route to step S100, the minimum temperature T MIN whether less than the fourth switching temperature T 4 is determined . When the minimum temperature T MIN is lower than the fourth switching temperature T 4 , the process proceeds from the YES route to step S170, and the first heating control (area B) is performed. That is, in the case of YES in step S90 and YES in step S100, the above condition (3) is satisfied.
一方、ステップS90において最高温度TMAXが第三切替温度T3未満ではないと判定された場合、及び、ステップS100において、最低温度TMINが第四切替温度T4未満ではないと判定された場合は、いずれもNOルートからステップS180へ進み、第二暖房制御(領域C)が実施される。すなわち、ステップS50でNO,ステップS80でYES及びステップS90でNOの場合は、上記の条件(4)を満たし、ステップS50でNO,ステップS90でYES及びステップS100でNOの場合は、上記の条件(5)を満たす。 On the other hand, if the maximum temperature T MAX in step S90 is determined not to be less than the third switching temperature T 3, and, in step S100, if the minimum temperature T MIN is determined to be not less than the fourth switching temperature T 4 In any case, the process proceeds from the NO route to step S180, and the second heating control (region C) is performed. That is, if NO in step S50, YES in step S80 and NO in step S90, the above condition (4) is satisfied. If NO in step S50, YES in step S90 and NO in step S100, the above conditions are satisfied. Satisfy (5).
また、ステップS30において温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1以上ではないと判定されると、NOルートからステップS110へ進み、最高温度TMAXが要冷却温度TC未満であるか否かが判定される。最高温度TMAXが要冷却温度TC未満のときは、YESルートからステップS120へ進み、最低温度TMINが要暖房温度TH以上であるか否かが判定される。最低温度TMINが要暖房温度TH以上のときは、YESルートからステップS190へ進み、保持制御(領域F)が実施される。すなわち、ステップS30でNO,ステップS110でYES及びステップS120でYESの場合は、上記の条件(12)を満たす。 Further, when the temperature difference [Delta] T is determined not to be the first switching temperature difference [Delta] T 1 or more, the process proceeds from NO route to step S110, whether the highest temperature T MAX is lower than the main cooling temperature T C is in step S30 Determined. The maximum temperature T MAX is the time of less than main cooling temperature T C, the flow advances from YES route to step S120, whether or not the lowest temperature T MIN is essential heating temperature T H above is determined. When the minimum temperature T MIN is equal to or higher than the required heating temperature T H , the process proceeds from the YES route to step S190, and holding control (region F) is performed. That is, if NO in step S30, YES in step S110, and YES in step S120, the above condition (12) is satisfied.
一方、ステップS120において最低温度TMINが要暖房温度TH以上ではないと判定されると、NOルートからステップS130へ進み、最低温度TMINが第四切替温度T4未満であるか否かが判定される。最低温度TMINが第四切替温度T4未満である場合は、YESルートからステップS170へ進み、第一暖房制御(領域B)が実施される。また、最低温度TMINが第四切替温度T4未満ではない場合は、NOルートからステップS180へ進み、第二暖房制御(領域C)が実施される。すなわち、ここではステップS30でNO及びステップS120でNOの場合は、最高温度TMAXが第二切替温度T2未満となるため、上記の条件(2)を満たし、ステップS130の判定結果によって上記の条件(3)又は(5)を満たす。 On the other hand, when the minimum temperature T MIN is determined not to be needed heating temperatures T H above in step S120, the process proceeds from NO route to step S130, whether or not the lowest temperature T MIN is less than the fourth switching temperature T 4 is Determined. When the minimum temperature T MIN is lower than the fourth switching temperature T 4 , the process proceeds from the YES route to step S170, and the first heating control (area B) is performed. If the minimum temperature T MIN is not lower than the fourth switching temperature T 4 , the process proceeds from the NO route to step S180, where the second heating control (area C) is performed. That is, here the case of NO in NO and step S120 in step S30, since the highest temperature T MAX is the second switching temperature T less than 2, satisfies the above condition (2), above the determination result of step S130 Condition (3) or (5) is satisfied.
一方、ステップS110において最高温度TMAXが要冷却温度TC未満ではないときは、NOルートからステップS160へ進み、冷却制御(領域A)が実施される。すなわち、ここではステップS30でNO及びステップS110でNOの場合は、最低温度TMINが第一切替温度T1以上となるため、上記の条件(1)を満たす。 On the other hand, when the maximum temperature T MAX is not lower than the required cooling temperature T C in step S110, the process proceeds from the NO route to step S160, and cooling control (region A) is performed. That is, here, if NO in step S30 and NO in step S110, the minimum temperature T MIN is equal to or higher than the first switching temperature T 1 , so the above condition (1) is satisfied.
以上のステップS140〜ステップS190の制御が実施されると、ステップS200へ進み、イグニッションスイッチがオフであるか否かが判定され、オンの場合はNOルートへ進んでリターンし、ステップS10から再び制御フローが実施される。また、イグニッションスイッチがオフの場合は、制御フローを終了する。 When the control in steps S140 to S190 is performed, the process proceeds to step S200, where it is determined whether or not the ignition switch is off. If it is on, the process proceeds to the NO route and returns, and control is performed again from step S10. A flow is performed. If the ignition switch is off, the control flow ends.
[5.効果]
したがって、本温度調節装置によれば、複数の電池モジュール31を有するバッテリ10において、複数の温度センサ32により検出した温度のうち最高温度TMAXと最低温度TMINとを取得し、この最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差ΔTが所定の第一切替温度差ΔT1以上であるときに温度均一化制御が実施される。この温度均一化制御は、ヒータ11の作動を停止させた状態でバッテリケース30内とヒータ11との間を空気が循環するようにシャッタバルブ24とファン25とを制御するものであるため、電池モジュール31に対して外部から熱量を加えたり取り除いたりすることなく(すなわち、暖房したり冷却したりすることなく)、複数の電池モジュール31間の温度差を解消することができる。
[5. effect]
Therefore, according to the temperature control apparatus, the
すなわち、複数の電池モジュール31間の温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1以上のときに、冷却制御や暖房制御ではなく温度均一化制御を実施するため、冷却制御と暖房制御とが繰り返されるようなことがなく(言い換えると、ハンチングの発生を抑制して)、確実に温度差ΔTを解消することができる。
That is, when the temperature difference ΔT between the plurality of
また、図3(b)に示すように、これまでは、複数の電池モジュール31の最高温度TMAXが冷却を必要とする温度である要冷却温度TC以上のときは冷却制御が実施されていた(領域A)。この冷却制御は、バッテリケースの外部から内部の電池に対して冷たい空気を送ってバッテリを冷却するものであるため、空気の流れの上流側に配置される電池はよく冷却されて温度低下しやすいのに対し、下流側に配置される電池は上流側において温度上昇した空気が流れてくるので冷却されにくく温度低下しにくい。そのため、冷却制御が実施される図3(b)の領域Aでは、最低温度TMINの低下率に対して最高温度TMAXの低下率が小さく、矢印で示すように最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差がどんどん拡大してしまっていた。
In addition, as shown in FIG. 3B, until now, when the maximum temperature T MAX of the plurality of
これに対して、本温度調節装置では、最高温度TMAXが要冷却温度TC以上であっても、最低温度TMINが第一切替温度T1よりも低ければ、冷却制御ではなく温度均一化制御を実施する(図3(a)の領域D)。これにより、最高温度TMAXの電池モジュール31等の温度の高い電池モジュール31の有する熱量を、最低温度TMINの電池モジュール31等の温度の低い電池モジュール31へ移動させることができる。すなわち、温度の高い電池モジュール31の温度を低下させながら、温度の低い電池モジュール31の温度を上昇させることができ、複数の電池モジュール31間の温度差が拡大することを防いで徐々に電池間の温度差を解消することができる。
On the other hand, in this temperature control apparatus, even if the maximum temperature T MAX is equal to or higher than the required cooling temperature T C and the minimum temperature T MIN is lower than the first switching temperature T 1 , the temperature is equalized instead of the cooling control. Control is performed (region D in FIG. 3A). Thus, the maximum temperature T heat with the battery module 31 a high temperature such as a
また、図3(b)に示すように、これまでは、複数の電池モジュール31の最低温度TMINが要暖房温度TH未満であって最高温度TMAXが要冷却温度TC未満の場合は暖房制御が実施されていた(領域B)。この暖房制御は、バッテリケースの外部から内部の電池に対して熱い空気を送ってバッテリを暖房するものであるため、空気の流れの上流側に配置される電池はよく暖房されて温度上昇しやすいのに対し、下流側に配置される電池は上流側において温度低下した空気が流れてくるので暖房されにくく温度上昇しにくい。そのため、暖房制御が実施される図3(b)の領域Bでは、最高温度TMAXの上昇率に対して最低温度TMINの上昇率が小さく、矢印で示すように最高温度TMAXと最低温度TMINとの温度差がどんどん拡大してしまっていた。
Further, as shown in FIG. 3 (b), the past, when the maximum temperature T MAX minimum temperature T MIN of a plurality of
これに対して、本温度調節装置では、最低温度TMINが要暖房温度TH未満であっても、最高温度TMAXが要冷却温度TCよりも低い第二切替温度T2よりも低ければ、暖房制御ではなく温度均一化制御を実施する(図3(a)の領域D)。これにより、最高温度TMAXの電池モジュール31等の温度の高い電池モジュール31の有する熱量を、最低温度TMINの電池モジュール31等の温度の低い電池モジュール31へ移動させることができる。すなわち、温度の高い電池モジュール31の温度を低下させながら、温度の低い電池モジュール31の温度を上昇させることができ、複数の電池モジュール31間の温度差が拡大することを防いで徐々に電池間の温度差を解消することができる。
In contrast, in the temperature control apparatus, even lower than the lowest temperature T MIN is essential heating temperature T H, is lower than the maximum temperature T MAX is essential cooling temperature T is lower than the C second switching temperature T 2 Then, temperature equalization control is performed instead of heating control (region D in FIG. 3A). Thus, the maximum temperature T heat with the battery module 31 a high temperature such as a
さらに、図3(b)に示すように、これまでは、最低温度TMINが要暖房温度TH未満のときは、最高温度TMAXが要冷却温度TC以上か否かによって冷却制御と暖房制御とが切り替えられて実施されていた。そのため、この温度範囲において、冷却制御と暖房制御とが繰り返し実施される(すなわち、ハンチングが生じ易い)という課題があった。
これに対して、本温度調節装置は、冷却制御と暖房制御との間に温度均一化制御を実施するため(言い換えると、冷却制御と暖房制御とが切り替わる温度条件を設定しないため)、冷却制御と暖房制御との切替が頻繁に生じることがなく、ハンチングを抑制することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 3 (b), the past, when the lowest temperature T MIN is less than the main heating temperature T H, the maximum temperature T MAX is a cooling control depending on whether main cooling temperature T C or heating Control was switched and implemented. Therefore, in this temperature range, there is a problem that cooling control and heating control are repeatedly performed (that is, hunting is likely to occur).
On the other hand, the present temperature adjustment device performs the temperature equalization control between the cooling control and the heating control (in other words, does not set the temperature condition for switching between the cooling control and the heating control), so that the cooling control is performed. Switching between heating and heating control does not occur frequently, and hunting can be suppressed.
また、この温度均一化制御を実施するときに、温度差ΔTが第二切替温度差ΔT2未満のときはファン25の強さを弱くして空気の流量を減少させるため(言い換えると、温度差ΔTが第二切替温度差ΔT2になるまではファン25の強さが強く、第二切替温度差ΔT2未満になったらファン25の強さを弱めるため)、電池モジュール31間の温度差ΔTが小さくなってきたら徐々に温度を均一化することができる。
When the temperature equalization control is performed, if the temperature difference ΔT is less than the second switching temperature difference ΔT 2 , the strength of the
また、最低温度TMINが要暖房温度TH未満のときに暖房制御を実施するため、バッテリ10の入出力性能の低下や電費の悪化を抑制することができる。
また、この暖房制御を実施するときに、最高温度TMAXが第二切替温度T2未満且つ第三切替温度T3以上の場合、又は、最低温度TMINが要暖房温度TH未満且つ第四切替温度T4以上の場合に、ヒータ11の強さを弱めて第二暖房制御(弱暖房制御)を実施するため、電池モジュール31の温度が全体的に高くなってきたら緩やかな暖房制御を実施することによりソフトランディング制御をすることができる。
Further, since the minimum temperature T MIN to practice the heating control when less than a main heating temperature T H, it is possible to suppress the deterioration of reduction and electric power consumption of the input and output performance of the
Further, when this heating control is performed, if the maximum temperature T MAX is less than the second switching temperature T 2 and the third switching temperature T 3 or more, or the minimum temperature T MIN is less than the required heating temperature T H and the fourth temperature. When the temperature is higher than the switching temperature T 4, the second heating control (weak heating control) is performed by reducing the strength of the
同様に、この暖房制御を実施するときに、最高温度TMAXが第二切替温度T2未満且つ第三切替温度T3以上の場合、又は、最低温度TMINが要暖房温度TH未満且つ第四切替温度T4以上の場合に、ファン25の強さを弱めて第二暖房制御(弱暖房制御)を実施するため、電池モジュール31の温度が全体的に高くなってきたら緩やかな暖房制御を実施することによりソフトランディング制御をすることができる。
Similarly, when this heating control is performed, if the maximum temperature T MAX is less than the second switching temperature T 2 and the third switching temperature T 3 or more, or the minimum temperature T MIN is less than the required heating temperature T H and the first switching temperature T 3 . If four switching temperature T 4 or more, for carrying out the second heating control by weakening the strength of the fan 25 (weak heating control), the gradual heating control when the temperature have generally higher in the
また、温度差ΔTが第一切替温度差ΔT1未満であって最高温度TMAXが要冷却温度TC未満且つ最低温度TMINが要暖房温度TH以上のときに、この状態を保持する保持制御を実施するため、バッテリ10の状態を最も適した状態(すなわち、入出力性能や電費,バッテリの耐久性等にとって最適な状態)にすることができる。
Further, when the temperature difference ΔT is less than the first switching temperature difference ΔT 1 , the maximum temperature T MAX is less than the required cooling temperature T C, and the minimum temperature T MIN is equal to or higher than the required heating temperature T H , this state is maintained. Since the control is performed, the state of the
[6.その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
[6. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、第二暖房制御を実施する場合にファン25及びヒータ11の強さを共にローとしたが、第二暖房制御はこれに限られず、ファン25及びヒータ11のいずれか一方の強さのみローとしてもよい。例えばファン25の強さがハイでヒータ11の強さがローの場合の第二暖房制御では、循環流路23から流入する空気の温度を第一暖房制御よりも低くすることができるため、上流側の電池モジュール31の温度上昇を第一暖房制御よりも緩やかにすることができ、第一暖房制御よりも緩やかな暖房制御とすることができる。また、ファン25の強さがローでヒータ11の強さがハイの場合の第二暖房制御では、循環流路23から流入する空気の流量を第一暖房制御よりも小さくすることができるため、この場合も上流側の電池モジュール31の温度上昇を第一暖房制御よりも緩やかにすることができ、第一暖房制御よりも緩やかな暖房制御とすることができる。
For example, in the above embodiment, when the second heating control is performed, the strength of the
また、ファン25及びヒータ11の強さが多段階であれば、弱暖房制御や弱温度均一化制御を実施することができるが、これらの強さの切り替えができないものであっても暖房制御及び温度均一化制御は実施可能であるため、ファン25及びヒータ11がオンオフ制御のみ実施可能なものであってもよい。
Further, if the strength of the
また、上記実施形態では、流路切替手段を排出流路22と循環流路23との接続部に設けたシャッタバルブ24としたが、流路切替手段はこれに限られない。例えば、供給流路21と、ヒータ11の下流側の循環流路23とにそれぞれシャッタバルブを設け、これらを切り替えることによりバッテリケース30内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと循環流路23を循環させる空気の流れとを切り替えるように構成してもよい。
In the above embodiment, the flow path switching means is the
また、ファン25の配置も排出流路22に限られず、バッテリケース30内に空気を導くことができる配置であればよい(すなわち、バッテリケース30内に空気の流れを形成できればよい)。
また、上記実施形態では、図3(a)のマップに示すような温度条件で温度領域を区分して制御内容を切り替えているが、領域の区分はこれに限られるものではなく、それぞれの温度条件を変化させることによって変化させてもよい。
Further, the arrangement of the
Moreover, in the said embodiment, although the temperature content is divided and the control content is switched on the temperature conditions as shown to the map of Fig.3 (a), the division of a region is not restricted to this, Each temperature is changed. It may be changed by changing the conditions.
また、上記実施形態では、バッテリ10は、バッテリケース30内に複数の電池モジュール31が収容された組電池として構成されているが、組電池は容器内に複数の電池セルを収容した電池モジュールとして構成してもよく、また、収容される電池セルや電池モジュールの数は任意に選択可能である。
また、バッテリ10は車室1a内に設けられていなくてもよく、例えば車体下等の車室1a外に設けられていてもよい。この場合は、外気を取り入れてバッテリ10を冷却することになる。また、ヒータ11や車両ECU15も車室1a内に設けられていなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
Further, the
また、上記実施形態では、パラレル式のハイブリッド車に搭載されたバッテリ10を例として説明したが、車両1はハイブリッド車に限られず、電気自動車等の電動車両であればよい。また、バッテリ10は車両に搭載されたものでなくてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the
1 車両
9 エアコン
10 バッテリ(組電池)
11 ヒータ
14 エアコンECU
15 車両ECU
15a バッテリ管理部(バッテリマネジメントユニット,BMU)
15b ファン制御部(ファン制御手段)
15c ヒータ制御部(ヒータ制御手段)
15d シャッタ制御部(流路切替手段)
15e 温度制御部(温度制御手段)
20 配管
21 供給流路
22 排出流路
23 循環流路
24 シャッタバルブ(流路切替手段)
25 ファン
30 バッテリケース(容器)
31 電池モジュール(電池)
32 温度センサ
TC 要冷却温度
TH 要暖房温度
TMAX 最高温度
TMIN 最低温度
1 vehicle 9
11
15 Vehicle ECU
15a Battery management unit (battery management unit, BMU)
15b Fan control unit (fan control means)
15c Heater control unit (heater control means)
15d Shutter control unit (flow path switching means)
15e Temperature controller (temperature control means)
20 piping 21
25
31 Battery module (battery)
32 temperature sensor T C-cooled temperature
T H required heating temperature
T MAX maximum temperature
T MIN minimum temperature
Claims (8)
前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、
前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、
前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段と、
前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段と、を備え、
前記温度制御手段は、
前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上であって、前記最高温度が所定の要冷却温度以上且つ前記最低温度が所定の要暖房温度よりも高い第一切替温度未満のとき、又は、前記最高温度が前記要冷却温度よりも低い第二切替温度以上且つ前記最低温度が前記要暖房温度未満のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施し、
前記温度差が前記第一切替温度差よりも高い第二切替温度差未満のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱温度均一化制御を実施する
ことを特徴とする、組電池の温度調節装置。 A battery pack temperature control apparatus comprising: a fan that guides air into a container that houses a plurality of batteries; and a heater that heats the air flowing into the container,
A flow path switching means for switching between a flow of air that discharges the air guided into the container to the outside and a flow of air that circulates the air guided into the container through the heater and into the container;
A plurality of temperature sensors that respectively detect the temperatures of the plurality of batteries;
Temperature control means for adjusting the temperature of the assembled battery based on a maximum temperature and a minimum temperature among the temperatures of the plurality of batteries detected by the plurality of temperature sensors ;
The fan has stepwise strength, and includes fan control means for controlling the flow rate of air guided into the container by adjusting the strength of the fan ,
The temperature control means includes
First switching in which a temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature is equal to or greater than a predetermined first switching temperature difference , the maximum temperature is equal to or higher than a predetermined cooling temperature and the minimum temperature is higher than a predetermined heating temperature. When the temperature is lower than the temperature, or when the maximum temperature is equal to or higher than the second switching temperature lower than the cooling required temperature and the minimum temperature is lower than the heating required temperature , the heater is stopped and the fan is operated. In the state, the temperature switching control means for circulating air between the inside of the container and the heater by the flow path switching means ,
When the temperature difference is less than the second switching temperature difference, which is higher than the first switching temperature difference, the heater is stopped and the strength of the fan is reduced to reduce the strength of the fan by the flow path switching means. A temperature adjusting device for an assembled battery, characterized in that it performs weak temperature equalization control for circulating air between
ことを特徴とする、請求項1記載の組電池の温度調節装置。 Circulating said temperature control means, when the minimum temperature is lower than the main heating temperature, the air between the heater and the vessel by the flow path switching unit in a state in which both operating said heater and said fan which comprises carrying out the heating control for the temperature adjustment device for a battery pack according to claim 1, wherein.
前記温度制御手段が、前記最高温度が前記第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ファンを作動させ前記ヒータの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する
ことを特徴とする、請求項2記載の組電池の温度調節装置。 The heater has stepwise strength, and includes heater control means for controlling the temperature of air flowing into the container by adjusting the strength of the heater,
Said temperature control means, when said maximum temperature is above lower third switching temperature than the second switching temperature and less than the second switching temperature, or, than the minimum temperature less than said main heating temperature and the main heating temperature If the temperature is higher than the lower fourth switching temperature, the fan is operated to weaken the strength of the heater and the flow switching means performs weak heating control to circulate air between the container and the heater. The temperature adjusting device for an assembled battery according to claim 2 .
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の組電池の温度調節装置。 Before SL temperature control means, said maximum case temperature is above lower third switching temperature than the second switching temperature and less than the second switching temperature or the minimum temperature is the main heating temperature and less than said main heating temperature When the temperature is equal to or higher than the lower fourth switching temperature, the heater is operated to weaken the strength of the fan and the flow switching means performs weak heating control to circulate air between the container and the heater. The temperature adjusting device for an assembled battery according to claim 2 or 3, wherein
前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、
前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、
前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段と、
前記ヒータが段階的な強さを有するものであって、前記ヒータの強さを調整することにより前記容器内へ流れる空気の温度を制御するヒータ制御手段と、を備え、
前記温度制御手段は、
前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施し、
前記最低温度が所定の要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施し、
前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ファンを作動させ前記ヒータの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する
ことを特徴とする、組電池の温度調節装置。 A battery pack temperature control apparatus comprising: a fan that guides air into a container that houses a plurality of batteries; and a heater that heats the air flowing into the container,
A flow path switching means for switching between a flow of air that discharges the air guided into the container to the outside and a flow of air that circulates the air guided into the container through the heater and into the container;
A plurality of temperature sensors that respectively detect the temperatures of the plurality of batteries;
Temperature control means for adjusting the temperature of the assembled battery based on a maximum temperature and a minimum temperature among the temperatures of the plurality of batteries detected by the plurality of temperature sensors ;
The heater has stepwise strength, and comprises a heater control means for controlling the temperature of the air flowing into the container by adjusting the strength of the heater ,
The temperature control means includes
When the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature is greater than or equal to a predetermined first switching temperature difference, the heater is turned off and the fan is turned on in the container and the container by the flow path switching means. conduct temperature leveling control circulating air between the heater,
When the minimum temperature is lower than a predetermined heating temperature, heating control is performed such that air is circulated between the container and the heater by the flow path switching unit in a state where both the heater and the fan are operated. And
When the maximum temperature is lower than a second switching temperature lower than a predetermined cooling temperature and a third switching temperature lower than the second switching temperature, or the minimum temperature is lower than the heating temperature and the heating temperature When the temperature is higher than the lower fourth switching temperature, the fan is operated to weaken the heater, and the flow switching means performs weak heating control for circulating air between the container and the heater. A temperature control device for an assembled battery.
前記温度制御手段が、前記最高温度が前記第二切替温度未満且つ前記第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する
ことを特徴とする、請求項5記載の組電池の温度調節装置。 The fan has stepwise strength, and includes fan control means for controlling the flow rate of air guided into the container by adjusting the strength of the fan,
Said temperature control means, the case where the maximum temperature is above the second switching temperature and less than before Symbol third switching temperature, or if the minimum temperature is above the main heating temperature and less than before Symbol fourth switching temperature, which comprises carrying out the weak heating control circulating air between the heater and the vessel by the flow path switching means weaken the strength of the fan is operated with the heater, according to claim 5, wherein Battery pack temperature control device.
前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、
前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、
前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段と、
前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段と、を備え、
前記温度制御手段は、
前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施し、
前記最低温度が所定の要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施し、
前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する
ことを特徴とする、組電池の温度調節装置。 A battery pack temperature control apparatus comprising: a fan that guides air into a container that houses a plurality of batteries; and a heater that heats the air flowing into the container,
A flow path switching means for switching between a flow of air that discharges the air guided into the container to the outside and a flow of air that circulates the air guided into the container through the heater and into the container;
A plurality of temperature sensors that respectively detect the temperatures of the plurality of batteries;
Temperature control means for adjusting the temperature of the assembled battery based on a maximum temperature and a minimum temperature among the temperatures of the plurality of batteries detected by the plurality of temperature sensors ;
The fan has stepwise strength, and includes fan control means for controlling the flow rate of air guided into the container by adjusting the strength of the fan ,
The temperature control means includes
When the temperature difference between the maximum temperature and the minimum temperature is greater than or equal to a predetermined first switching temperature difference, the heater is turned off and the fan is turned on in the container and the container by the flow path switching means. conduct temperature leveling control circulating air between the heater,
When the minimum temperature is lower than a predetermined heating temperature, heating control is performed such that air is circulated between the container and the heater by the flow path switching unit in a state where both the heater and the fan are operated. And
When the maximum temperature is lower than a second switching temperature lower than a predetermined cooling temperature and a third switching temperature lower than the second switching temperature, or the minimum temperature is lower than the heating temperature and the heating temperature When the temperature is equal to or higher than the lower fourth switching temperature, the heater is operated to weaken the strength of the fan and the flow switching means performs weak heating control to circulate air between the container and the heater. A temperature control device for an assembled battery.
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組電池の温度調節装置。 Said temperature control means, when said maximum temperature and is below the main cooling temperature said temperature difference is less than the said first switching temperature difference minimum temperature is above the main heating temperature, operation of the fan and the heater The assembled battery temperature control device according to any one of claims 1 to 7, wherein holding control for holding the flow path switching means in a current state is performed by stopping both of them.
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