JP5862229B2 - 車両 - Google Patents
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Description
さらに、本願発明に係る車両は、(2)車両に搭載される電子機器と、電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部から供給される電力により動作し、それぞれがペルチェ素子を含む複数の冷却部と、前記複数の冷却部の吸熱側に配置される管であり、前記冷却部の吸熱によって冷却される空気を、前記電子機器に向かわせる第1の管と、前記電力供給部から供給される電力に応じて、動作させる冷却部の数を決め冷却部を制御する制御部と、前記冷却部の吸熱によって冷却される前記第1の管内の空気を、前記電子機器に向かわせる送風機を有する。そして、前記制御部は、前記電力供給部からの電力供給が規定を満たさない場合、前記動作させる冷却部の数をゼロとし、前記送風機のみの稼働となるように制御する。
さらに、本願発明に係る車両は、(13)電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部から供給される電力により動作し、それぞれがペルチェ素子を含む複数の冷却部と、前記複数の冷却部の吸熱側に配置される管であり、前記冷却部の吸熱によって冷却される空気を、車室内に向かわせる第1の管と、前記電力供給部から供給される電力に応じて、動作させる冷却部の数を決め冷却部を制御する制御部と、前記冷却部の吸熱によって冷却される前記第1の管内の空気を、前記車室内に向かわせる送風機を有し、前記制御部は、前記電力供給部からの電力供給が規定を満たさない場合、前記動作させる冷却部の数をゼロとし、前記送風機のみの稼働となるように制御することができる。
図1を参照しながら、本実施形態に係る車両の概略構成について説明する。図1は、車両の斜視図であり、一部の要素を透視して図示する。Frは車両の前進方向(前側方向)を示しており、Rrは車両の後進方向(後側方向)を示しており、Rhは車両の進行方向(Fr方向)に向かって右側の方向を示しており、Lhは車両の進行方向(Fr方向)に向かって左側の方向を示している。
Qc=αeTeI − ReI^2/2 − KeΔT ・・・ (式1)
(Qc:吸熱量[W]、Te:冷却側絶対温度[K]、I:電流値[A]、
ΔT:素子の温度差[K]、αe:素子のゼーベック係数[V/K]、
Re:素子の抵抗値[Ω]、Ke:素子の熱コンダクタンス[W/K])
で与えられる。尚、上記式1の第1項は電流によるペルチェ効果であり、第2項は素子に発生するジュール熱であり、片面(冷却側)のみであるため1/2となる。また第3項は、素子の放熱側から冷却側に戻る熱量である。
また、冷却機器などのエネルギ消費効率の指標として使われる係数である成績係数COP(Coefficient of Performance)は、
COP=Qc / (Re×I^2) ・・・ (式2)
により算出される。
上述のフローチャートでは、ステップS102において、バッテリ12の温度と所定値とを対比したが、これに限られるものではなく、バッテリ温度と外気温度とを比較してもよい。この場合、コントローラ10は、車外温度センサ71から車外の温度値を取得し、バッテリ12の温度と比較する。
上述の実施形態では、電流値と閾値とを比較することで車両停車状態における冷却制御を行ったが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、車両停車状態でのソーラパネル40の発電量をモニタし、この発電量が閾値を超えたときに、ペルチェユニット25、換気ファン28及び循環ブロワ27を作動させることにより、冷却制御を行ってもよい。
上述の実施形態では、ソーラパネル40が車両200に搭載されているが、本願発明はこれに限られるものではなく、車両外部に設けられたソーラパネルから供給される電力によりペルチェユニット25、換気ファン28及び循環ブロワ27を駆動してもよい。例えば、充電スタンドでバッテリ12を充電する場合、通常、車両200は停止しているため、充電スタンドに設けられた太陽光パネルから供給される電力を用いてペルチェユニット25、換気ファン28及び循環ブロワ27を作動させ、車両停車状態におけるバッテリ12の温度上昇を抑制してもよい。つまり、本願発明は、ソーラパネル40を有しない車両に対しても適用することができる。
上述の実施形態では、バッテリ12の温度上昇を抑制する実装について記したが、車室内の温度上昇を抑制する実装であってもよい。この場合、循環ダクト26を車室内と連通するように配管することで、循環ブロワ27に相当する室内送風ブロワにより、車室内の空気を吸気して、ペルチェユニット25で冷却された空気を車室内に送風する循環流が形成される。またこの場合、図6のフローチャートにおいて、S102では、不図示の車室内温度センサによって計測される車室内温度と所定値とが比較される。
また、上述の実施形態では、バッテリ12の温度上昇を抑制する実装について記したが、これに限られず、車両に搭載され、冷却が必要となる他の電子機器に対しても適用することができる。当該他の電子機器は、コンバータ、インバータであってもよい。ここで、コンバータは、バッテリ12などから負荷(例えば、走行用モータ)に供給される電圧を昇圧したり、或いはジェネレータで得られた回生エネルギを蓄電する際に、電圧を降圧したりする。インバータは、バッテリ12等から供給される電力を直流から三相交流に変換して、負荷(例えば走行用モータ)に供給する。したがって、本発明は、例えばバッテリ12およびインバータを交互に冷却する場合、或いはインバータおよびコンバータを交互に冷却する場合にも適用することができる。
上述の実施形態では、コントローラ10は、成績係数(COP)に基づきペルチェモジュールの動作数を判定するものとしたが、成績係数を考慮せず、単純に、供給される電力が少ない場合は、ペルチェモジュールの動作数が少なくなるように制御し(最低ゼロとする)、一方供給される電力が多い場合は、ペルチェモジュールの動作数が多くなるように制御する(本実施形態では最高で5)、との実装であってもよい。
実施形態1では、ペルチェモジュールの数を、冷却効率の良くなる数になるように制御する例を示したが、実施形態1の態様でペルチェモジュールを駆動させる場合、ペルチェモジュール83Aの使用頻度が最も高くなり、次いで、使用頻度の順位はペルチェモジュール83B、83C、83Dの順となり、最も使用頻度が低いペルチェモジュールは83Eとなる。このように、実施形態1ではペルチェモジュール間での使用頻度にバラツキが生じ、使用頻度が高いペルチェモジュールは、その分劣化が進む。実施形態2では、この使用頻度のバラツキを低減させる実装例について説明する。
・モジュールの駆動数を2つとする場合、P10、P13、P15、P24がオンとなるように各スイッチが制御される。
・モジュールの駆動数を3つとする場合、P10、P13、P16、P18、P24がオンとなるように各スイッチが制御される。
・モジュールの駆動数を4つとする場合、P10、P13、P16、P19、P21、P24がオンとなるように各スイッチが制御される。
・モジュールの駆動数を5つとする場合、P10、P13、P16、P19、P22がオンとなるように各スイッチが制御される。このとき、P24はオフとなる。
・モジュールの駆動数を2つとする場合、P11、P20、P22がオンとなるように各スイッチが制御される。
・モジュールの駆動数を3つとする場合、P11、P17、P19、P22がオンとなるように各スイッチが制御される。
・モジュールの駆動数を4つとする場合、P11、P14、P16、P19、P22がオンとなるように各スイッチが制御される。
・モジュールの駆動数を5つとする場合、P10、P13、P16、P19、P22がオンとなるように各スイッチが制御される。
コントローラ10は、上記でオンとなる接点以外はオフ状態となるように制御する。
11 バッテリケース 12 バッテリ 20 吸気管 21 吸気口
23 排気口 25 ペルチェユニット 26 循環ダクト、27 循環ブロワ
28 換気ファン 40 ソーラパネル、50 ソーラ用バッテリ
60 補機バッテリ 70 電源切替スイッチ 71 車外温度センサ
74 バッテリ温度センサ 75、76、77 スイッチ 81 吸熱ケース
82 排熱ケース 83A〜83E ペルチェモジュール
83X モジュール本体 83Y 吸熱側フィン 83Z 排熱側フィン
91、92 電流計
Claims (13)
- 車両に搭載される電子機器と、
電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から供給される電力により動作し、それぞれがペルチェ素子を含む複数の冷却部と、
前記複数の冷却部の吸熱側に配置される管であり、前記冷却部の吸熱によって冷却される空気を、前記電子機器に向かわせる第1の管と、
前記電力供給部から供給される電力に応じて、動作させる冷却部の数を決め冷却部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記冷却部を複数動作させるように制御する場合、前記冷却部の使用頻度を示す値に基づき、動作させる冷却部の順番を異ならせるように制御するとともに、第1の順番で動作させたときの使用頻度を示す値と、前記第1の順番とは逆順となる第2の順番で動作させたときの使用頻度を示す値とを比較し、該比較結果に基づき前記冷却部の動作順が前記第1の順番または前記第2の順番のいずれかとなるように制御することを特徴とする車両。 - 車両に搭載される電子機器と、
電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から供給される電力により動作し、それぞれがペルチェ素子を含む複数の冷却部と、
前記複数の冷却部の吸熱側に配置される管であり、前記冷却部の吸熱によって冷却される空気を、前記電子機器に向かわせる第1の管と、
前記電力供給部から供給される電力に応じて、動作させる冷却部の数を決め冷却部を制御する制御部と、
前記冷却部の吸熱によって冷却される前記第1の管内の空気を、前記電子機器に向かわせる送風機を有し、
前記制御部は、前記電力供給部からの電力供給が規定を満たさない場合、前記動作させる冷却部の数をゼロとし、前記送風機のみの稼働となるように制御することを特徴とする車両。 - 前記制御部は、前記冷却部を複数動作させるように制御する場合、前記冷却部の使用頻度を示す値に基づき、動作させる冷却部の順番を異ならせるように制御することを特徴とする請求項2に記載の車両。
- 前記制御部は、前記冷却部を複数動作させるように制御する場合、第1の順番で動作させたときの使用頻度を示す値と、前記第1の順番とは逆順となる第2の順番で動作させたときの使用頻度を示す値とを比較し、該比較結果に基づき前記冷却部の動作順が前記第1の順番または前記第2の順番のいずれかとなるように制御する請求項3に記載の車両。
- さらに、前記複数の冷却部の排熱側に配置される管であり、外気を吸気し、前記冷却部の排熱を外気に向けて排出する第2の管を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両。
- 前記冷却部の吸熱によって冷却される前記第1の管内の空気を、前記電子機器に向かわせる送風機を有し、
前記制御部は、前記電力供給部からの電力供給が規定を満たさない場合、前記動作させる冷却部の数をゼロとし、前記送風機のみの稼働となるように制御することを特徴とする請求項1に記載の車両。 - 前記電子機器の温度の情報を取得するセンサを有し、
前記制御部は、さらに、前記センサから前記電子機器の温度の情報を取得し、該温度情報の値が規定値を上回っている場合に、前記冷却部の数を決め、該決めた数の冷却部が動作するように制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の車両。 - 前記制御部は、前記車両のエンジンが停止しているか否かを判定し、停止している場合、前記冷却部の数を決め、該決めた数の冷却部が動作するように制御することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の車両。
- 前記制御部は、前記冷却部の成績係数に基づき、前記数を決めることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の車両。
- 前記電子機器は、前記車両を走行させるモータに供給される電力を蓄電するバッテリ、電圧を昇圧または降圧するコンバータ、電力を直流から交流へ変換するインバータのうちのいずれか1つまたは複数であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の車両。
- 前記電力供給部は、ソーラパネルで変換された電力を蓄電するバッテリ、または補機バッテリのいずれかであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の車両。
- 電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から供給される電力により動作し、それぞれがペルチェ素子を含む複数の冷却部と、
前記複数の冷却部の吸熱側に配置される管であり、前記冷却部の吸熱によって冷却される空気を、車室内に向かわせる第1の管と、
前記電力供給部から供給される電力に応じて、動作させる冷却部の数を決め冷却部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記冷却部を複数動作させるように制御する場合、前記冷却部の使用頻度を示す値に基づき、動作させる冷却部の順番を異ならせるように制御するとともに、第1の順番で動作させたときの使用頻度を示す値と、前記第1の順番とは逆順となる第2の順番で動作させたときの使用頻度を示す値とを比較し、該比較結果に基づき前記冷却部の動作順が前記第1の順番または前記第2の順番のいずれかとなるように制御することを特徴とする車両。 - 電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部から供給される電力により動作し、それぞれがペルチェ素子を含む複数の冷却部と、
前記複数の冷却部の吸熱側に配置される管であり、前記冷却部の吸熱によって冷却される空気を、車室内に向かわせる第1の管と、
前記電力供給部から供給される電力に応じて、動作させる冷却部の数を決め冷却部を制御する制御部と、
前記冷却部の吸熱によって冷却される前記第1の管内の空気を、前記車室内に向かわせる送風機を有し、
前記制御部は、前記電力供給部からの電力供給が規定を満たさない場合、前記動作させる冷却部の数をゼロとし、前記送風機のみの稼働となるように制御することを特徴とする車両。
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