JP6281480B2 - Secondary battery heater structure - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池ヒータ構造に係り、特に複数個の電池スタックで構成される二次電池を加熱する二次電池ヒータ構造に関する。 The present invention relates to a secondary battery heater structure, and more particularly to a secondary battery heater structure for heating a secondary battery composed of a plurality of battery stacks.
特許文献1には、複数個の乾電池が所定の配列でもって接続された電池ブロックが容器に収納された車両用バッテリにおいて、容器の外側の方が容器の内側よりも放熱性がよいことを指摘している。ここでは、外側に配列された電池ブロックを加熱する外側ヒータ線と内側に配列された電池ブロックを加熱する内側ヒータ線を設け、加熱開始後バッテリの温度が安定した所定のタイミングまでは外側ヒータ線と内側ヒータ線の両方に通電し、所定のタイミング以降は内側ヒータ線への電力供給を減らすバッテリヒータ構造が述べられている。 Patent Document 1 points out that in a vehicle battery in which a battery block in which a plurality of dry batteries are connected in a predetermined arrangement is stored in a container, the outside of the container has better heat dissipation than the inside of the container. doing. Here, an outer heater wire for heating the battery block arranged on the outside and an inner heater wire for heating the battery block arranged on the inner side are provided, and the outer heater wire is heated until a predetermined timing when the temperature of the battery is stabilized after the heating is started. A battery heater structure is described in which both the inner heater wire and the inner heater wire are energized and the power supply to the inner heater wire is reduced after a predetermined timing.
外部から二次電池に充電する際に、充電と同時に二次電池ヒータも同時に駆動させる場合、特許文献1のように、複数のヒータの駆動方法を二次電池の温度等に応じて変更すると、二次電池ヒータへの供給電力量が変化し、その分、二次電池の充電に回せる電力量が変化する。これにより、二次電池の充電時間が充電完了予定時刻からずれることが生じる。 When the secondary battery heater is driven simultaneously with the charging when charging the secondary battery from the outside, as in Patent Document 1, when the driving method of the plurality of heaters is changed according to the temperature of the secondary battery, The amount of power supplied to the secondary battery heater changes, and the amount of power that can be used to charge the secondary battery changes accordingly. As a result, the charging time of the secondary battery may deviate from the scheduled charging completion time.
本発明の目的は、複数のヒータの駆動方法を変更しても二次電池ヒータの駆動のための電力が変動しない二次電池ヒータ構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a secondary battery heater structure in which the power for driving the secondary battery heater does not fluctuate even if a plurality of heater driving methods are changed.
本発明に係る二次電池ヒータ構造は、複数の電池スタックで構成される二次電池の温度調整のための二次電池ヒータ構造であって、二次電池の外側両端部に位置する外側電池スタックに対応して設けられる外側ヒータと、外側電池スタックの間に位置する内側電池スタックに対応して設けられ、第1スイッチによって外側ヒータと並列接続される内側ヒータと、外側ヒータと独立に外側電池スタックに対応して設けられ、第2スイッチによって外側ヒータと並列接続され、内側ヒータの抵抗値と同じ抵抗値を有する付加外側ヒータと、を備え、二次電池を構成する複数の電池スタックの間の温度差が予め定めた閾値温度以下のときに第1スイッチをオンとし第2スイッチをオフとし、電池スタック間の温度差が閾値温度を超えるときに第1スイッチをオフとし第2スイッチをオンとすることを特徴とする。
A secondary battery heater structure according to the present invention is a secondary battery heater structure for adjusting the temperature of a secondary battery composed of a plurality of battery stacks, and is an outer battery stack positioned at both outer ends of the secondary battery. an outer heater provided corresponding to the provided corresponding to the inner cell stack located between the outer cell stack, an inner heater is connected in parallel with the outer heater by a first switch, outer cell independently of the outer heater An additional outer heater provided in correspondence with the stack and connected in parallel to the outer heater by the second switch and having the same resistance value as that of the inner heater, between the plurality of battery stacks constituting the secondary battery The first switch is turned on and the second switch is turned off when the temperature difference of the battery stack is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, and the first switch is turned on when the temperature difference between the battery stacks exceeds the threshold temperature. Characterized by turning on the second switch and the pitch and off.
本発明に係る二次電池ヒータ構造によれば、第1スイッチをオンし第2スイッチをオフすることで、外側ヒータと内側ヒータを並列接続し、二次電池の全体の温度を一様に上昇させることができる。その後、第1スイッチをオフし第2スイッチをオンすることで、外側ヒータと付加外側ヒータを並列接続し、冷えやすい外側電池スタックのみを加熱することができる。 According to the secondary battery heater structure of the present invention, by turning on the first switch and turning off the second switch, the outer heater and the inner heater are connected in parallel, and the temperature of the entire secondary battery is uniformly increased. Can be made. After that, by turning off the first switch and turning on the second switch, the outer heater and the additional outer heater can be connected in parallel, and only the outer battery stack that is easily cooled can be heated.
ここで内側ヒータの抵抗値と付加外側ヒータの抵抗値は同じに設定されている。したがって、複数のヒータの駆動方法を変更してもヒータの駆動のための電力が変動せず、ヒータで消費する電力に変化がない。したがって、外部電源から二次電池とヒータに電力が供給される場合に、二次電池に供給される電力に変化がなく、二次電池の充電時間が充電完了予定時刻からずれることがない。 Here, the resistance value of the inner heater and the resistance value of the additional outer heater are set to be the same. Therefore, even if the driving method of the plurality of heaters is changed, the power for driving the heater does not fluctuate, and the power consumed by the heater does not change. Therefore, when electric power is supplied from the external power source to the secondary battery and the heater, there is no change in the electric power supplied to the secondary battery, and the charging time of the secondary battery does not deviate from the scheduled charging completion time.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、二次電池ヒータ構造が搭載される車両として、外部電源から二次電池が充電される電動車両を述べるが、これは説明のための例示であって、二次電池の充電に要する電力と二次電池ヒータ構造の加熱に要する電力がともに1つの電源から供給されるものであればよい。例えば、車両に搭載される蓄電装置から二次電池の充電に要する電力と二次電池ヒータ構造の加熱に要する電力が供給されるものであってもよい。電動車両としては、二次電池、回転電機と共にエンジンが搭載されるハイブリッド車両であってもよい。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, an electric vehicle in which a secondary battery is charged from an external power source will be described as a vehicle on which the secondary battery heater structure is mounted. This is an example for explanation, and the power required for charging the secondary battery. As long as the power required for heating the secondary battery heater structure is supplied from a single power source. For example, the power required for charging the secondary battery and the power required for heating the secondary battery heater structure may be supplied from a power storage device mounted on the vehicle. The electric vehicle may be a hybrid vehicle in which an engine is mounted together with a secondary battery and a rotating electric machine.
以下で述べる二次電池を構成する電池スタックの数、二次電池ヒータを構成するヒータの数、抵抗値等は説明のための例示であって、二次電池ヒータ構造の仕様等によって適宜変更が可能である。なお、以下で述べる抵抗値とは、複数の抵抗素子の合成抵抗値であって、複数の抵抗素子が互いに並列接続されるときの抵抗値は、それぞれの抵抗素子の抵抗値の逆数の総和についての逆数の値である。以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 The number of battery stacks constituting the secondary battery, the number of heaters constituting the secondary battery heater, the resistance value, etc. described below are examples for explanation, and may be appropriately changed depending on the specifications of the secondary battery heater structure. Is possible. The resistance value described below is a combined resistance value of a plurality of resistance elements, and the resistance value when the plurality of resistance elements are connected in parallel is the sum of the reciprocals of the resistance values of the respective resistance elements. The reciprocal value of. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、二次電池ヒータ構造50が搭載される電動車両10の全体の構成図である。電動車両10は、車両本体12と、車両本体12に設けられる外部充電接続端子14と、電力線16,18と、PCUとして示した駆動回路20と、M/Gとして示した回転電機22と、二次電池昇温装置40を含んで構成される。二次電池ヒータ構造50は、二次電池44と共に二次電池昇温装置40の中に含まれる。図1には、電動車両10の構成要素ではないが、車両本体12に搭載される二次電池44を充電するための外部電源30と、外部電源30から電力線32によって引き出される電力供給接続ヘッド34を示した。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an
外部電源30は、交流電源または定電圧直流電源である。交流電源を用いる場合は、交流電力を予め定めた電圧値を有する直流電力に変換する直交変換回路を車両本体12に搭載する必要がある。予め定めた電圧値は、二次電池44の端子電圧として適当な電圧である。以下では、外部電源30を、予め定めた電圧値を有する定電圧直流電源として説明する。
The
電力線32は、外部電源30から引き出される電力ケーブルで、先端に電力供給接続ヘッド34を備える。電力供給接続ヘッド34は、車両本体12の外部充電接続端子14に電気的に接続することで、外部電源30からの電力を二次電池昇温装置40に供給する。
The
電力線16は、外部充電接続端子14と電池パック42に内蔵される二次電池44と二次電池ヒータ構造50とを接続する電力ケーブルである。電力線18は、二次電池44と駆動回路20を接続する電力線である。なお、図1では、電力線16,18,32を太線で示した。
The
PCUとして示す駆動回路20は、二次電池44から供給される直流電力を三相交流電力に変換して回転電機22の駆動信号を生成する回路である。駆動回路20は、電圧変換器とインバータ回路等を含んで構成される。
The
回転電機22は、電動車両10に搭載されるモータ・ジェネレータ(M/G)であって、駆動回路20から電力が供給されるときはモータとして働き、電動車両10の制動時には発電機として働く三相同期型回転電機である。なお、回転電機22が発電機として働くときは、駆動回路20のインバータ回路は、回転電機22からの交流発電電力を直流電力に変換し、電圧変換器を介して二次電池44に直流充電電力として供給する。
The rotating
二次電池昇温装置40は、電池パック42と制御器70を含んで構成される。電池パック42は、内部に二次電池44と二次電池ヒータ構造50を収納したケース体である。二次電池44は、複数の電池スタック46で構成される。二次電池ヒータ構造50は、複数のヒータ52と、SW1として示した第1スイッチ54と、SW2として示した第2スイッチ56とで構成される。
The secondary battery
電池スタック46は、複数の単電池を組み合わせて積層体とした組電池である。単電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等を用いることができる。ヒータ52は、電池スタック46に密接し、あるいは電池スタック46の近傍に配置され、電池スタック46を充放電に適した温度に加熱する発熱体である。ヒータ52としては、例えば、定電圧電源で動作するシートヒータを用いることができる。第1スイッチ54と第2スイッチ56は、オンのときヒータ52に通電し、オフのときヒータ52への通電を停止するオンオフスイッチである。第1スイッチ54と第2スイッチ56としては、適当なパワートランジスタを用いることができる。場合によってはリレー装置を用いてもよい。二次電池ヒータ構造50の詳細は、図2、図3を用いて後述する。
The
温度検出部66は、電池パック42を構成する各電池スタック46の温度Tを検出するセンサである。検出された温度Tのデータは、適当な信号線によって制御器70に伝送される。SOC算出部68は、二次電池44の充電状態を示すSOCを算出する算出手段である。SOCの算出は、二次電池44に対し入力される充電電流値と、二次電池44から出力される放電電流値とに基づいて行うことができる。算出されたSOCのデータは、適当な信号線によって制御器70に伝送される。
The
制御器70は、伝送された温度Tのデータと、SOCのデータとに基づき、第1スイッチ54と第2スイッチ56の動作を制御して、複数のヒータ52についての駆動を制御する。制御器70は、車載に適したコンピュータ等で構成することができる。図1では、車両本体12の外側に制御器70が示されているが、これは作図上の都合であって、制御器70は、車両本体12に搭載される。制御器70の制御動作の内容については、図4を用いて詳述する。
The
図2は、二次電池ヒータ構造50の詳細構成図である。二次電池ヒータ構造50を構成する複数のヒータ52の配置は、二次電池44を構成する複数の電池スタック46の配置と関係する。図2(a)は、複数のヒータ52a,52b,52c,52d,52eと、複数の電池スタック46a,46b,46c,46d,46eの配置関係を示す側面図であり、(b)は、(a)についてヒータ側から見た底面図である。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the secondary
図2では、二次電池44を構成する複数の電池スタック46として、5つの電池スタック46a,46b,46c,46d,46eが示される。5つの電池スタック46a,46b,46c,46d,46eは、電池パック42の内部で1列に配置され、例えば、互いに電気的に直列接続される。ここで、1列、5つ、直列接続は、例示であって、複数列、5以外の数、直列接続の他、並列接続、あるいは直列接続と並列接続を組み合わせた接続であってもよい。
In FIG. 2, five
5つの電池スタック46a,46b,46c,46d,46eの中で、最も外側に配置されるのは、電池スタック46a,46eである。この2つを外側電池スタックと呼び、2つの外側電池スタック46a,46eの間に位置する3つの電池スタック46b,46c,46dを内側電池スタックと呼ぶ。外側電池スタックの方が内側電池スタックに比べて外気温の影響を受けやすく、特に寒冷期や寒冷地においては、外側電池スタックの温度の方が内側電池スタックの温度よりも低温になりやすい。
Among the five
図2に示すように、複数の電池スタック46に対応して複数のヒータ52が配置される。ここでは、5つの電池スタック46a,46b,46c,46d,46eのそれぞれに対応して、ヒータ52a,52b,52c,52d,52eが設けられる。具体的には、電池スタック46aの底面に密接してヒータ52aが設けられ、電池スタック46bの底面に密接してヒータ52bが設けられ、以下同様にして、電池スタック46eの底面にはヒータ52eが設けられる。
As shown in FIG. 2, a plurality of
ここで、内側電池スタックである3つの電池スタック46b,46c,46dには、それぞれ1つの抵抗体が設けられる。これをそれぞれ、R2,R3,R4と呼ぶと、ヒータ52bは抵抗体R2であり、ヒータ52cは抵抗体R3であり、ヒータ52dは抵抗体R4である。この3つを互いに並列接続したものを内側ヒータ62と呼ぶ。
Here, one resistor is provided in each of the three
外側電池スタックである2つの電池スタック46a,46eには、それぞれ2つの抵抗体が設けられる。図2(b)では、電池スタック46aに対応して2つの抵抗体R1,R1’が配置される。この2つがヒータ52aを構成するが、R1,R1’は互いに接続関係にない。また、電池スタック46eに対応して2つの抵抗体R5,R5’が配置される。この2つがヒータ52eを構成するが、R5,R5’は互いに接続関係にない。
The two
ここで、抵抗体R1と抵抗体R5は並列接続関係にあり、この2つを並列接続したものを外側ヒータ61と呼ぶ。また、抵抗体R1’と抵抗体R5’は並列接続関係にあり、この2つを並列接続したものを付加外側ヒータ63と呼ぶ。
Here, the resistor R1 and the resistor R5 are in a parallel connection relationship, and the two connected in parallel is referred to as an
外側ヒータ61の抵抗値と、内側ヒータ62の抵抗値と、付加外側ヒータ63の抵抗値の関係は以下のように設定される。すなわち、5つの電池スタック46a,46b,46c,46d,46eで構成される二次電池44の全体を加熱するために、外側ヒータ61と内側ヒータ62に通電するときの合成抵抗値と、二次電池44の周辺に配置される外側電池スタック46a,46eのみを加熱するために、外側ヒータ61と付加外側ヒータ63に通電するときの合成抵抗値とが同じ値となるように、各抵抗値が設定される。
The relationship between the resistance value of the
図2(b)の場合、外側ヒータ61と内側ヒータ62に1つの電源から通電するためにこれらを並列接続したときの合成抵抗値は、[1/{(1/R1)+(1/R2)+(1/R3)+(1/R4)+(1/R5)}]である。また、外側ヒータ61と付加外側ヒータ63に1つの電源から通電するためにこれらを並列接続したときの合成抵抗値は、[1/{(1/R1’)+(1/R1)+(1/R5)+(1/R5’)}]である。したがって、この2つが同じ抵抗値となるように設定するには、[1/{(1/R2)+(1/R3)+(1/R4)}]=[1/{(1/R1’)+(1/R5’)}]とすればよい。すなわち、内側ヒータ62の合成抵抗値と付加外側ヒータ63の合成抵抗値が同じになるように設定する。
In the case of FIG. 2B, the combined resistance value when the
一例を上げると、R1=R2=R3=R4=R5=10kΩとすると、内側ヒータ62の合成抵抗値は、[1/{(1/10kΩ)+(1/10kΩ)+(1/10kΩ)}]=3.3kΩである。外側ヒータ61の合成抵抗値は、[1/{(1/10kΩ)+(1/10kΩ)}]=5kΩである。内側ヒータ62と外側ヒータ61を並列接続したときの合成抵抗値は、[1/{(1/3.3kΩ)+(1/5kΩ)}]=2kΩである。付加外側ヒータ63の合成抵抗値[1/{(1/R1’)+(1/R5’)}]は、内側ヒータの合成抵抗値=3.3kΩと同じに設定するので、R1’=R5’とすると、[1/{(1/R1’)+(1/R1’)}]=3.3kΩであるので、R1’=R5’=6.6kΩと設定される。このとき、外側ヒータ61と付加外側ヒータ63を並列接続したときの合成抵抗値は、[1/{(1/3.3kΩ)+(1/5kΩ)}]=2kΩで、内側ヒータ62と外側ヒータ61を並列接続したときの合成抵抗値と同じ値になる。
As an example, when R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10 kΩ, the combined resistance value of the
図3は、二次電池ヒータ構造50と、二次電池44と、駆動回路20と、回転電機22の接続関係を示す図である。図3に示されるように、外部充電接続端子14に二次電池44が接続され、外部電源30によって二次電池44が充電される。充電された二次電池44は、駆動回路20を動作させて、回転電機22を駆動する。ここで、二次電池44は、二次電池ヒータ構造50によって充放電に適した温度に調整される。
FIG. 3 is a diagram showing a connection relationship among the secondary
外部充電接続端子14には、二次電池ヒータ構造50も接続される。つまり、二次電池44については、充電と同時に二次電池ヒータ構造50による加熱が行われる。二次電池ヒータ構造50は、図2で説明した接続関係と抵抗値設定関係を有する複数のヒータ52と、第1スイッチ54と、第2スイッチ56を含む。第1スイッチ54の一方側端子と第2スイッチ56の一方側端子は、いずれも外部充電接続端子14に接続される。第1スイッチ54の他方側端子は、R2とR3とR4が並列接続される内側ヒータ62の一方側端子に接続される。第2スイッチ56の他方側端子は、R1’とR5’が並列接続される付加外側ヒータ63の一方側端子に接続される。なお、R1とR5が並列接続される外側ヒータ61は、第1スイッチ54、第2スイッチ56のいずれにも接続されない。外側ヒータ61、内側ヒータ62、付加外側ヒータ63の他方側端子はいずれも接地電位に接続される。
A secondary
図4は、制御器70の制御手順を示すフローチャートである。電動車両10において、初期化が終了すると、制御器70の二次電池ヒータ構造制御プログラムが立ち上がる。そして、電動車両10において、昇温開始要求があるか否かが判断される(S10)。この判断は、二次電池44の温度Tが二次電池44の充放電に適した温度範囲内であるかに基づいて行われる。簡易的には、電動車両10の環境温度、あるいは外気温度に基づいて判断することもできる。
FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of the
S10の判断が肯定されると、二次電池44を構成する複数の電池スタック46のそれぞれの温度を温度検出部66によって取得し、その最高温度TMAXと最低温度TMINとの間の温度差ΔTを算出し、予め定めた温度差閾値(ΔT)0以下であるか否かを判断する(S12)。一般的には、最高温度TMAXは内側電池スタックに生じ、最低温度TMINは外側電池スタックに生じるので、ΔTは、内側電池スタックの温度と外側電池スタックの温度差である。
If the determination in S10 is affirmative, the temperature of each of the plurality of
S12の判断が肯定されるときは、複数の電池スタック46の間の温度差が少なく、外側電池スタックを特別に加熱する必要も少ないので、第1スイッチ54をオンし、第2スイッチ56をオフする(S14)。これにより、5つの電池スタック46a,46b,46c,46d,46eで構成される二次電池44の全体を加熱し、二次電池44の全体の温度を上昇させることができる。
If the determination in S12 is affirmative, the temperature difference between the plurality of battery stacks 46 is small, and the outer battery stack need not be specially heated, so the
S12の判断が否定されるときは、複数の電池スタック46の間の温度差が大きく、温度が低くなりやすい外側電池スタックを特別に加熱する必要があるので、第1スイッチ54をオフし、第2スイッチ56をオンする(S18)。これにより、二次電池44の二次電池44の周辺に配置される外側電池スタック46a,46eのみを効果的に加熱でき、複数の電池スタック46の間の温度差を迅速に少なくしながら、二次電池44の全体の温度を上昇させることができる。
When the determination in S12 is negative, the temperature difference between the plurality of battery stacks 46 is large, and the outer battery stack that tends to be low in temperature needs to be specially heated. Therefore, the
S14に戻り、S14の処理によって二次電池44の全体の温度が上昇するが、その処理の後、最高温度TMAXと最低温度TMINとの間の温度差ΔTが予め定めた温度差閾値(ΔT)0を超えるか否かが判断される(S16)。S16の判断が肯定されるときは、複数の電池スタック46の間の温度差が大きくなったことを示すので、温度が低くなりやすい外側電池スタックを特別に加熱する必要が生じる。そこでS18に進み、第1スイッチ54をオフし、第2スイッチ56をオンする(S18)。これにより、複数の電池スタック46の間の温度差を迅速に少なくしながら、二次電池44の全体の温度を上昇させることができる。
Returning to S14, the temperature of the whole of the
そして、二次電池44の充電が行われて、SOCが目標SOCに達したかが判断される(S20)。この判断は、SOC算出部68で算出された現在のSOCを取得し、予め定めてある目標SOCと比較することで行われる。S20の判断が否定されるときはS12に戻り、上記の処理が繰り返される。S20の判断が肯定されると、二次電池ヒータ構造制御の処理が終了し、第1スイッチ54も第2スイッチ56もオフされる。
Then, the
図5は、上記構成の作用を示す図である。図5(a)は、二次電池44を構成する複数の電池スタック46の温度について最高温度TMAXと最低温度TMINの時間変化を示す図で、横軸の時間は、初期時間をt0とし、第1スイッチ54と第2スイッチ56の動作状態を切り替えた時間t1〜t4を示す。(b)は、時間t0〜t4に対応付けて第1スイッチ54と第2スイッチ56のオンオフ状態を示す図である。(c)は、第1スイッチ54と第2スイッチ56の動作状態を切り替えても、外部電源30の供給電力から二次電池44に分配された充電電力が一定であることを示す図である。(d)は、(c)の結果、二次電池の充電状態を示すSOCが時間経過と共に上昇し、時間t4で目標SOCに達することを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the operation of the above configuration. FIG. 5A is a diagram showing the time change of the maximum temperature T MAX and the minimum temperature T MIN with respect to the temperature of the plurality of
初期状態の時間t0では、図4のS12が肯定されたものとした。時間t1は、S14の処理によって二次電池44の温度が上昇し、温度差ΔT1が(ΔT)0を超えて図4のS16が肯定されたときである。ここで図4のS18の処理により、第1スイッチ54と第2スイッチ56のオンオフが入れ替わる。その場合でも、外側ヒータ61と内側ヒータ62の合成抵抗値と、外側ヒータ61と付加外側ヒータ63の合成抵抗値は同じであるので、図5(c)に示すように、ヒータ電力は変化せず、したがって二次電池44の充電電力は変化しない。
It is assumed that S12 in FIG. 4 is affirmed at time t 0 in the initial state. Time t 1 is when the temperature of the
時間t1ではSOCが目標SOCに到達しないので、図4のS20が否定され、S12に戻り、S12が否定されるので、引き続きS18の処理が継続され、二次電池44の温度が上昇する。
Since the SOC does not reach the target SOC at time t 1 , S20 of FIG. 4 is denied, and the process returns to S12 and S12 is denied. Therefore, the process of S18 is continued and the temperature of the
時間t2において温度差ΔT2が(ΔT)0以下となると、図4のS12が肯定され、S14の処理により、第1スイッチ54と第2スイッチ56のオンオフが入れ替わる。その場合でも、外側ヒータ61と内側ヒータ62の合成抵抗値と、外側ヒータ61と付加外側ヒータ63の合成抵抗値は同じであるので、図5(c)に示すように、ヒータ電力は変化せず、したがって二次電池44の充電電力は変化しない。
When the temperature difference ΔT 2 becomes equal to or less than (ΔT) 0 at time t 2 , S12 of FIG. 4 is affirmed, and the
これを繰り返し、時間t4でSOCが目標SOCに達すると図4のS20が肯定され、二次電池ヒータ構造制御の処理が終了し、第1スイッチ54も第2スイッチ56もオフされる。上記構成によれば、複数のヒータ52の駆動方法を変更してもヒータ52の駆動のための電力が変動せず、ヒータ52で消費する電力に変化がない。したがって、外部電源30から二次電池44とヒータ52に電力が供給される場合に、二次電池44に供給される電力に変化がなく、二次電池44の充電完了予定時刻が時間t4からずれることがない。
This is repeated, and when the SOC reaches the target SOC at time t 4 , S20 of FIG. 4 is affirmed, the processing of the secondary battery heater structure control is terminated, and both the
10 電動車両、12 車両本体、14 外部充電接続端子、16,18,32 電力線、20 駆動回路(PCU)、22 回転電機(M/G)、30 外部電源、34 電力供給接続ヘッド、40 二次電池昇温装置、42 電池パック、44 二次電池、46,46a,46b,46c,46d,46e 電池スタック、50 二次電池ヒータ構造、52,52a,52b,52c,52d,52e ヒータ、54 第1スイッチ(SW1)、56 第2スイッチ(SW2)、61 外側ヒータ、62 内側ヒータ、63 付加外側ヒータ、66 温度検出部、68 SOC算出部、70 制御器。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
二次電池の外側両端部に位置する外側電池スタックに対応して設けられる外側ヒータと、
外側電池スタックの間に位置する内側電池スタックに対応して設けられ、第1スイッチによって外側ヒータと並列接続される内側ヒータと、
外側ヒータと独立に外側電池スタックに対応して設けられ、第2スイッチによって外側ヒータと並列接続され、内側ヒータの抵抗値と同じ抵抗値を有する付加外側ヒータと、
を備え、
二次電池を構成する複数の電池スタックの間の温度差が予め定めた閾値温度以下のときに第1スイッチをオンとし第2スイッチをオフとし、電池スタック間の温度差が閾値温度を超えるときに第1スイッチをオフとし第2スイッチをオンとすることを特徴とする二次電池ヒータ構造。 A secondary battery heater structure for adjusting the temperature of a secondary battery composed of a plurality of battery stacks,
An outer heater provided corresponding to the outer battery stack located at both outer ends of the secondary battery;
An inner heater provided corresponding to the inner battery stack located between the outer battery stacks and connected in parallel with the outer heater by a first switch;
An additional outer heater provided corresponding to the outer battery stack independently of the outer heater, connected in parallel with the outer heater by a second switch, and having the same resistance value as the resistance value of the inner heater;
With
When the temperature difference between the battery stacks constituting the secondary battery is equal to or lower than a predetermined threshold temperature, the first switch is turned on and the second switch is turned off, and the temperature difference between the battery stacks exceeds the threshold temperature A secondary battery heater structure in which the first switch is turned off and the second switch is turned on.
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