JP6358425B2 - In-vehicle battery temperature control device - Google Patents
In-vehicle battery temperature control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6358425B2 JP6358425B2 JP2014115896A JP2014115896A JP6358425B2 JP 6358425 B2 JP6358425 B2 JP 6358425B2 JP 2014115896 A JP2014115896 A JP 2014115896A JP 2014115896 A JP2014115896 A JP 2014115896A JP 6358425 B2 JP6358425 B2 JP 6358425B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- temperature
- heat
- state
- outside air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、車両に搭載された電池に熱媒体を循環させて温調する温調装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device that controls temperature by circulating a heat medium in a battery mounted on a vehicle.
電気自動車やハイブリッド車等のように高容量高出力の電池を搭載した車両において、当該電池を温調する電池温調装置を備えたものがある。電池温調装置としては、例えば空冷式や冷却水等の熱媒体を用いて電池を冷却する液冷式(水冷式)等の冷却装置が開発されている。
更に、特許文献1には、内部に電池を搭載した電池パック(電池スタック)に熱媒体を循環させて電池を冷却可能にする熱交換状態と、電池パックから熱媒体を排出した保温状態とに切換え可能な構成とした冷却装置が提案されている。この冷却装置では、例えば寒冷時に車両を放置して電池温度が低下している場合での始動時に、電池パックから熱媒体を排出して電池の熱容量を低下させ、電池の自己発熱により電池温度をすぐに上昇させて電池性能を向上させる。
Some vehicles equipped with a high-capacity, high-power battery such as an electric vehicle or a hybrid vehicle are equipped with a battery temperature control device for controlling the temperature of the battery. As the battery temperature control device, for example, a cooling device such as an air cooling type or a liquid cooling type (water cooling type) that cools the battery using a heat medium such as cooling water has been developed.
Further,
しかしながら、特許文献1では、熱媒体を排出する時期を始動時に限定しており、また、熱媒体を循環させて電池を冷却している際に、周囲環境によってその冷却性能が変化するので、各種状況下において、電池の温度を適温に維持したり、適温により迅速に近づけるようにしたりして、電池性能を更に向上させることが望まれている。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、各種状況下において熱交換状態及び保温状態の切換えを適切に行って、電池を適温にする車両搭載電池の温調装置を提供することにある。
However, in
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle-mounted battery that appropriately switches between a heat exchange state and a heat-retaining state under various circumstances, thereby making the battery suitable temperature. It is to provide a temperature control apparatus.
上記の目的を達成するべく、請求項1の車載電池の温調装置は、車両に搭載された電池の周囲に熱媒体を通過させる熱媒体路と、熱媒体路を通過した熱媒体と外気とを熱交換する熱交換機を備えた車載電池の温調装置であって、前記熱媒体路と前記熱交換機との間で前記熱媒体を循環させて前記熱媒体を介して外気と前記電池とを熱交換させる熱交換状態と、前記熱媒体路から前記熱媒体を排出して前記熱媒体を介する外気と前記電池との熱交換を抑制する保温状態とに切換える切換装置と、前記電池の温度と外気温度とに基づいて前記切換装置を作動制御して、前記熱交換状態と前記保温状態との切換えを設定する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電池の温度が前記外気温度に基づいて設定された閾値以上である場合に前記切換装置を前記熱交換状態に設定し、前記電池の温度が前記閾値未満である場合に前記切換装置を前記保温状態に設定し、前記電池は前記車両の始動時における電力供給源であり、前記閾値は、前記外気温度が低下するに伴って高く設定されるとともに、前記車両の始動時に停車時よりも低く設定されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a temperature control device for an on-vehicle battery according to
また、請求項2の車載電池の温調装置は、請求項1において、前記車両の走行中では、前記外気温度に拘わらず前記閾値が一定値に設定されることを特徴とする。
Also, temperature control device of a vehicle-mounted battery according to
また、請求項3の車載電池の温調装置は、請求項1または2において、前記制御装置は、前記電池の特性に応じて設定された適正温度範囲より外気温度が高い場合に前記保温状態に設定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the temperature control device for an in-vehicle battery according to the first or second aspect , wherein the control device is in the warm state when the outside air temperature is higher than an appropriate temperature range set according to the characteristics of the battery. It is characterized by setting.
請求項1の車載電池の温調装置によれば、電池の温度と外気温度とに基づいて、温調装置を熱交換状態と保温状態とに切換えるので、熱交換状態にした際に外気温度に伴って異なる電池の温調効果を利用して、熱交換状態と保温状態との切換えを適切なタイミングで行うことができる。これにより、各種状況下において電池温度を適温にすることが可能となり、電池性能を向上させることができる。
According to the temperature control device for the on-vehicle battery according to
電池温度が外気温度に基づいて設定された閾値以上である場合には熱交換状態に設定され、電池温度が閾値未満である場合には保温状態に設定されるとともに、外気温度が低下するに伴って閾値が高く設定されるので、外気温度が低下するに伴って電池温度が高い温度で熱交換状態と保温状態との切換えが行われて、外気温度が上昇するに伴って電池温度が低い温度で熱交換状態と保温状態との切換えが行われる。したがって、外気温度が低い場合には過度な冷却を抑制して電池温度を適温に維持することが可能となり、外気温度が高い場合には電池温度が低ければ電池温度を上昇させることができ、電池温度を適温に迅速に近づけることができる。 Batteries temperature is set to the heat exchanger state when it is set threshold or more on the basis of the outside air temperature, together with the set warmth state when the battery temperature is less than the threshold value, the outside air temperature decreases Accordingly, the threshold value is set high, so that the battery temperature becomes lower as the outside air temperature rises as switching between the heat exchange state and the heat retaining state is performed at a higher battery temperature as the outside air temperature falls. The temperature is switched between the heat exchange state and the heat insulation state. Therefore, when the outside air temperature is low, excessive cooling can be suppressed and the battery temperature can be maintained at an appropriate temperature. When the outside air temperature is high, the battery temperature can be increased if the battery temperature is low. The temperature can be quickly brought close to the appropriate temperature.
また、始動時には停車時よりも閾値が低く設定されるので、始動時の方が停車時よりも低い電池温度で熱交換状態と保温状態との切換えが行われる。したがって、始動時における電力の使用による自己発熱によって電池温度が上昇することを考慮して熱交換状態と保温状態との切換えが行われ、始動時及び停車時の夫々において適切な切換えが可能となる。 Further, since the threshold is set lower at the time of starting than at the time of stopping, switching between the heat exchange state and the heat retaining state is performed at the battery temperature at the time of starting lower than that at the time of stopping. Therefore, switching between the heat exchange state and the heat retaining state is performed in consideration of the fact that the battery temperature rises due to self-heating due to the use of electric power at the time of starting, and appropriate switching can be performed at each time of starting and stopping. .
請求項2の車載電池の温調装置によれば、走行中では、外気温度と電池温度とが略一定の関係になるので、電池温度のみで熱交換状態と保温状態との切換判定を正確にかつ容易に行うことができる。
請求項3の車載電池の温調装置によれば、電池の適正温度範囲より外気温度が高い場合には、保温状態にすることで、外気と電池との熱交換を抑制して、電池の適正温度範囲を越える温度上昇を抑制することができる。
According to the temperature control device of a vehicle-mounted battery according to
According to the temperature control device for an in-vehicle battery according to claim 3 , when the outside air temperature is higher than the appropriate temperature range of the battery, the heat exchange between the outside air and the battery is suppressed by keeping the temperature, so that the appropriate battery Temperature rise exceeding the temperature range can be suppressed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車載電池の温調装置の構成図である。
本実施形態の車載電池の温調装置1は、例えば電気自動車やプラグインハイブリッド車のように、走行駆動用モータへ電力を出力する車載電池を搭載した車両に適用される。
本実施形態では、車載電池として電池パック2が車両に搭載されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a temperature control device for an in-vehicle battery according to an embodiment of the present invention.
The in-vehicle battery
In the present embodiment, the
図1に示すように、電池パック2は、ケース3内に複数の電池4を搭載して構成されている。電池パック2の内部には、各電池4の周囲に冷却水(熱媒体)の通路である内部冷却水路5(熱媒体路)が形成されている。内部冷却水路5は、電池パック2の上部に設けられた流入口6から冷却水を導入され、電池パック2の下部、詳しくは内部冷却水路5の最下方の位置に設けられた排出口7から冷却水を排出可能になっており、内部冷却水路5を流通する冷却水と電池4との間で熱交換可能となっている。
As shown in FIG. 1, the
電池パック2内には、電池4の下部に冷却水を貯留可能な空間である下部冷却水タンク8が備えられている。下部冷却水タンク8は、その最下方の位置に設けられた下部タンク流出入口9から冷却水を流入及び排出が可能となっている。下部冷却水タンク8の上部は、内部冷却水路5の上部と上部連通路10を介して連通している。
流入口6と排出口7とは電池パック2の外部に設けられた外部冷却水路15によって連通されており、当該外部冷却水路15には熱交換機16が介装されている。熱交換機16は外部冷却水路15を通過する冷却水と外気との間で熱交換する機能を有している。
In the
The
排出口7と熱交換機16との間の外部冷却水路15と、下部タンク流出入口9とは、下部連通路17を介して連通している。
外部冷却水路15には、下部連通路17との接続部18と熱交換機16との間に、ウォータポンプ20(WP)が設けられている。ウォータポンプ20は、排出口7側から流入口6側へ向かって外部冷却水路15内の冷却水を吐出する機能を有している。
The external
In the external
外部冷却水路15の熱交換機16と流入口6との間には、外部冷却水路15を開閉する第1開閉バルブ21(V1)が設けられている。また、外部冷却水路15の排出口7と接続部18との間には、外部冷却水路15を開閉する第2開閉バルブ22(V2)が設けられている。
下部連通路17には、下部連通路17を開閉する第3開閉バルブ23(V3)が設けられている。
Between the
The
上部連通路10と下部冷却水タンク8との接続部には、上部連通路10を開閉する第4開閉バルブ24(V4)が設けられている。
なお、ウォータポンプ20、第1開閉バルブ21、第2開閉バルブ22、第3開閉バルブ23及び第4開閉バルブ24が本発明の切換装置に該当する。
電池パック2には、電池4の温度を検出する電池温度センサ30が設けられている。
また、車両には、外気温度を検出する外気温度センサ31が設けられている。
A connecting portion between the
The water pump 20, the first on-off
The
The vehicle is also provided with an outside
ウォータポンプ20、第1開閉バルブ21、第2開閉バルブ22、第3開閉バルブ23、第4開閉バルブ24は、コントロールユニット40(制御装置)により作動制御される。
コントロールユニット40は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)及びタイマ等を含んで構成され、図示しない車両コントロールユニットから車両状態(走行中、停車時、始動時)を入力するとともに、電池温度センサ30及び外気温度センサ31から電池温度及び外気温度を入力して、ウォータポンプ20、第1開閉バルブ21、第2開閉バルブ22、第3開閉バルブ23、第4開閉バルブ24の作動制御を行う。
The water pump 20, the first on-off
The
本実施形態では、ウォータポンプ20及び各バルブ21〜24を作動制御して、温調装置1内の冷却水を移動させ、内部冷却水路5及び外部冷却水路15に冷却水を満たして循環させる熱交換状態と、内部冷却水路5から冷却水を下部冷却水タンク8に排出する保温状態とに切換え可能になっている。
図2は、熱交換状態での冷却水の位置を示す説明図である。図3は、保温状態での冷却水の位置を示す説明図である。なお、図2及び3において、水平方向のハッチング部が冷却水の位置を示している。
In this embodiment, the
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the position of the cooling water in the heat exchange state. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the position of the cooling water in the heat retaining state. In FIGS. 2 and 3, the horizontal hatching indicates the position of the cooling water.
熱交換状態では、第1開閉バルブ21及び第2開閉バルブ22は開弁しており、第3開閉バルブ23及び第4開閉バルブ24は閉弁している。
そして、図2に示すように、内部冷却水路5及び外部冷却水路15に冷却水が充填されており、この状態でウォータポンプ20を作動させることで、図2中の矢印で示すように、内部冷却水路5及び外部冷却水路15を冷却水が循環する。このとき、電池4が高温状態である場合には、内部冷却水路5を通過する冷却水によって電池4と熱交換して電池4が冷却され、高温となった冷却水は熱交換機16によって冷却され、内部冷却水路5に戻る。
In the heat exchange state, the first on-off
Then, as shown in FIG. 2, the internal
保温状態では、第3開閉バルブ23は開弁しており、第1開閉バルブ21、第2開閉バルブ22及び第4開閉バルブ24は閉弁している。
図3に示すように、保温状態は、内部冷却水路5から冷却水を排出して、下部冷却水タンク8に流入させた状態である。
図4は、熱交換状態から保温状態へ切換える際の各バルブ21〜24及びウォータポンプ20の作動要領を示すフローチャートである。
In the heat retaining state, the third opening / closing
As shown in FIG. 3, the heat retaining state is a state in which the cooling water is discharged from the internal
FIG. 4 is a flowchart showing the operating procedure of the
本制御は、後述する切換判定制御により、図2に示すような熱交換状態から図3に示すような保温状態へ切換えるように判定された際に実行される。
始めに、ステップS10では、ウォータポンプ20の作動を停止する。そして、ステップS20に進む。
ステップS20では、第3開閉バルブ23及び第4開閉バルブ24を開弁させる。なお、第1開閉バルブ21及び第2開閉バルブ22は熱交換状態で開弁しているので、開弁状態のままとする。これにより、内部冷却水路5内の冷却水は、下部連通路17を介して、下部冷却水タンク8に流入する。そして、ステップS30に進む。
This control is executed when it is determined to switch from the heat exchange state as shown in FIG. 2 to the heat insulation state as shown in FIG.
First, in step S10, the operation of the
In step S20, the third on-off
ステップS30では、下部冷却水タンク8へ冷却水が移動完了するまで待機する。具体的には、ステップS20において、第3開閉バルブ23及び第4開閉バルブ24を開弁してから所定時間経過するまで待機する。当該所定時間は、内部冷却水路5から下部冷却水タンク8へ冷却水が移動完了するまでに要する時間以上に設定すればよい。なお、この際、上部連通路10は空気抜き通路として機能する。そして、ステップS40に進む。
In step S30, the process waits until the cooling water has been moved to the lower
ステップS40では、第1開閉バルブ21、第2開閉バルブ22及び第4開閉バルブ24を閉弁させる。そして、本ルーチンを終了する。
図5は、図3に示すような保温状態から図2に示すような熱交換状態へ切換える際の各バルブ21〜24及びウォータポンプ20の作動要領を示すフローチャートである。
本制御は、後述する切換判定制御により、保温状態から熱交換状態へ切換えるように判定された際に実行される。
In step S40, the first opening / closing
FIG. 5 is a flowchart showing the operating procedure of the
This control is executed when it is determined to switch from the heat retaining state to the heat exchange state by switching determination control described later.
始めに、ステップS100では、第2開閉バルブ22を閉弁させる。なお、保温状態では第2開閉バルブ22を閉弁しているが、確実に閉弁状態にするために本ステップで閉弁作動させる。そして、ステップS110に進む。
ステップS110では、第1開閉バルブ21、第3開閉バルブ23及び第4開閉バルブ24を開弁させる。そして、ステップS120に進む。
First, in step S100, the second opening / closing
In step S110, the first on-off
ステップS120では、ウォータポンプ20を作動させる。これにより、下部連通路17を介して、下部冷却水タンク8内の冷却水が流入口6から内部冷却水路5内に流入する。そして、ステップS130に進む。
ステップS130では、内部冷却水路5へ冷却水が移動完了するまで待機する。具体的には、ステップS120において、ウォータポンプ20を作動開始してから所定時間経過するまで待機する。当該所定時間は、下部冷却水タンク8から内部冷却水路5へ冷却水が全量移動完了するまでに要する時間以上に設定すればよい。そして、ステップS140に進む。
In step S120, the
In step S130, the process waits until the cooling water has been moved to the internal
ステップS140では、ウォータポンプ20を停止させる。そして、ステップS150に進む。
ステップS150では、第3開閉バルブ23及び第4開閉バルブ24を閉弁させる。そして、ステップS160に進む。
ステップS160では、第2開閉バルブ22を開弁させる。そして、ステップS170に進む。
In step S140, the
In step S150, the third on-off
In step S160, the second opening / closing
ステップS170では、ウォータポンプ20を作動開始させる。これにより、熱交換状態に移行完了する。そして、本ルーチンを終了する。
次に、図6を用いてコントロールユニット40における熱交換状態及び保温状態の切換判定制御について説明する。
図6は、熱交換状態・保温状態との切換判定用マップの一例である。
In step S170, the operation of the
Next, the switching determination control between the heat exchange state and the heat retaining state in the
FIG. 6 is an example of a map for switching determination between the heat exchange state and the heat insulation state.
コントロールユニット40は、車両状態、電池温度センサ30から入力した電池温度及び外気温度センサ31から入力した外気温度に基づいて、熱交換状態及び保温状態を切換判定する。なお、図1に示す本実施形態では、電池温度センサ30が1つであるが、各電池4に夫々電池温度センサ30を設け、検出した各電池温度のうち最高値を電池温度としてもよいし、平均温度を電池温度としてもよい。
Based on the vehicle state, the battery temperature input from the
熱交換状態及び保温状態の切換判定は、図6に示すようなマップを用いて行われる。
図6に示すように、各車両状態、詳しくは停車時、走行中、始動時において設定される閾値(図6中において、線A:停車時、線B:始動時、線C:走行中)よりも、電池温度あるいは外気温度が高い場合(図6中の各線A〜Cより右側あるいは上側の領域)では熱交換状態と判定され、電池温度あるいは外気温度が低い場合(図6中の各線A〜Cより左側あるいは下側の領域)には保温状態と判別する。即ち、各車両状態で電池温度が外気温度に基づいて設定された閾値(図6中の各線A〜C)以上であると熱交換状態であると判定され、電池温度が閾値未満であると熱交換状態であると判定される。
The switching determination between the heat exchange state and the heat retention state is performed using a map as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, threshold values set at each vehicle state, specifically when stopped, running, and starting (in FIG. 6, line A: when stopped, line B: when starting, line C: while traveling) If the battery temperature or the outside air temperature is higher (the region on the right side or the upper side than each line A to C in FIG. 6), it is determined that the heat exchange state is established, and if the battery temperature or the outside air temperature is low (each line A in FIG. 6). In the region on the left side or the lower side of the. That is, when the battery temperature is equal to or higher than a threshold value (lines A to C in FIG. 6) set based on the outside air temperature in each vehicle state, the heat exchange state is determined, and when the battery temperature is lower than the threshold value, heat is It is determined that it is in an exchange state.
また、始動時の閾値(線A)及び停車時の閾値(線B)は、外気温度が高くなるに伴って電池温度が低く、外気温度が低くなるに伴って電池温度が高くなるように設定されている。
更に、停車時よりも始動時の方が、外気温度に基づく閾値が低く設定される。
詳しくは、始動時では、電池温度が適正温度範囲より低い温度で熱交換状態と保温状態とに切り換わり、停車時では、電池温度が適正温度範囲内でも外気温度が適正温度範囲より低い温度では熱交換状態と保温状態とに切り換わる。
Further, the threshold value at start (line A) and the threshold value at stop (line B) are set such that the battery temperature decreases as the outside air temperature increases and the battery temperature increases as the outside air temperature decreases. Has been.
Furthermore, the threshold value based on the outside air temperature is set lower at the time of starting than at the time of stopping.
Specifically, at the time of start-up, the battery temperature is switched to a heat exchange state and a heat insulation state at a temperature lower than the appropriate temperature range, and at a stop, the outside air temperature is lower than the appropriate temperature range even when the battery temperature is within the appropriate temperature range. Switch between heat exchange and heat insulation.
また、始動時及び停車時のいずれにおいても、電池温度及び外気温度が適正温度範囲、あるいは適正温度範囲より高い温度であるならば、熱交換状態であると判定される。例えば適正温度範囲の上限温度(高温側)は、鉛電池やニッケル水素電池が略摂氏50度であり、ニッケルカドミウム電池やリチウムイオン電池が略摂氏60度である。また、適正温度範囲の下限温度(低温側)は、鉛電池、ニッケルカドミウム電池及びリチウムイオン電池が略摂氏−15度〜−20度であり、ニッケル水素電池が摂氏−5度である。 In addition, when the battery temperature and the outside air temperature are both in the appropriate temperature range or higher than the appropriate temperature range at both the start time and the stop time, the heat exchange state is determined. For example, the upper limit temperature (on the high temperature side) of the appropriate temperature range is approximately 50 degrees Celsius for lead batteries and nickel metal hydride batteries, and approximately 60 degrees Celsius for nickel cadmium batteries and lithium ion batteries. Further, the lower limit temperature (low temperature side) of the appropriate temperature range is approximately −15 degrees to −20 degrees Celsius for lead batteries, nickel cadmium batteries and lithium ion batteries, and −5 degrees Celsius for nickel hydrogen batteries.
また、走行中においては、外気温度に拘わらず、電池温度が適正温度範囲の下限値より若干低い温度に設定された閾値(一定値)よりも高い場合には熱交換状態であると判定し、閾値未満である場合には保温状態であると判定する。
更に、外気温度が極度に高温である場合(電池温度の適正温度範囲よりも大幅に高い温度)では、電池温度の適正温度範囲内において始動時及び停車時には、保温状態に判定する(図6中の線Dより上部の領域)。
Also, during traveling, regardless of the outside air temperature, if the battery temperature is higher than a threshold (constant value) set to a temperature slightly lower than the lower limit value of the appropriate temperature range, it is determined that the heat exchange state, When it is less than the threshold value, it is determined that the temperature is kept.
Further, when the outside air temperature is extremely high (a temperature significantly higher than the appropriate temperature range of the battery temperature), it is determined that the temperature is kept within the appropriate temperature range of the battery temperature when starting and stopping (in FIG. 6). Area above the line D).
そして、電池温度が、車両状態及び外気温度に基づいて設定された閾値を越えて、熱交換状態から保温状態に変更したときに上記図4に示す切換制御を実行し、保温状態から熱交換状態に変更したときに上記図5に示す切換制御を実行する。
以上のように、本実施形態では、停車時や始動時では、電池温度及び外気温度に基づいて、車載電池の温調装置1を熱交換状態と保温状態とで切換える。
Then, when the battery temperature exceeds the threshold set based on the vehicle state and the outside air temperature and the heat exchange state is changed to the heat insulation state, the switching control shown in FIG. 4 is executed, and the heat exchange state is changed to the heat exchange state. When the change is made, the switching control shown in FIG. 5 is executed.
As described above, in the present embodiment, when the vehicle is stopped or started, the
例えば寒冷地において走行から停車した直後のように、電池温度が暖まって適正温度範囲内であるものの外気温度が低い場合には、特許文献1に示す従来技術では熱交換状態に維持される。これに対し、本実施形態では、電池温度が適正温度範囲内にあるものの外気温度が適正温度範囲より低下した状態である場合には、保温状態に設定されるので、電池温度の低下を抑えることができる。
For example, when the battery temperature is within the appropriate temperature range but the outside air temperature is low, such as immediately after stopping from running in a cold region, the heat exchange state is maintained in the prior art disclosed in
また、停車時において電池温度が適正温度範囲より低く外気温度が高い場合には、本実施形態では熱交換状態に設定されるので、外気の熱によって電池温度を上昇させて電池温度を適正温度範囲に少しでも近づけておくことができる。
このように、電池温度だけでなく外気温度にも基づいて熱交換状態と保温状態とに切換えるので、停車時において電池温度を適正温度に維持することができる。
In addition, when the battery temperature is lower than the appropriate temperature range and the outside air temperature is high when the vehicle is stopped, the heat exchange state is set in the present embodiment, so the battery temperature is raised by the heat of the outside air and the battery temperature is set within the appropriate temperature range. Can be as close as possible.
Thus, since the heat exchange state and the heat retention state are switched based not only on the battery temperature but also on the outside air temperature, the battery temperature can be maintained at an appropriate temperature when the vehicle is stopped.
また、始動時では、停車時と同様に電池温度及び外気温度に基づいて熱交換状態と保温状態とで切換え、更に停車時よりも電池温度が低温で保温状態に切換える。これは、始動時では通電により電池温度が上昇するためであって、その分電池温度が低温で熱交換状態にしても電池温度を適正温度範囲内に維持することができる。
また、始動時では、電池温度が適正温度範囲より低く外気温度が高い場合には、特許文献1に示す従来技術では保温状態になるが、本実施形態では、熱交換状態に設定されるので、外気の熱によって電池温度を上昇させて適正温度範囲に迅速に近づけることができる。
Further, at the time of start-up, similarly to when the vehicle is stopped, the heat exchange state and the heat insulation state are switched based on the battery temperature and the outside air temperature, and further, the battery temperature is switched to the heat insulation state at a lower temperature than when the vehicle is stopped. This is because the battery temperature rises due to energization at start-up, and the battery temperature can be maintained within an appropriate temperature range even if the battery temperature is low and the heat exchange state.
In addition, at the time of start-up, when the battery temperature is lower than the appropriate temperature range and the outside air temperature is high, the conventional technique shown in
また、停車時及び始動時において、外気温度が電池温度の適正温度範囲よりも大幅に高い場合には、電池温度が適正温度範囲内であるときに、保温状態に切り替わるので、外気の熱によって電池の温度が適正温度範囲よりも上昇することを抑えることができる。
このように、本実施形態では、電池温度及び外気温度に基づいて、車載電池の温調装置1を熱交換状態と保温状態とで切換えることで、停車時や始動時の夫々で適切に切換えが行われ、電池を適温にすることができ、電池性能を向上させることができる。
Also, when the outside air temperature is significantly higher than the appropriate temperature range of the battery temperature at the time of stopping and starting, the battery is switched to the heat retaining state when the battery temperature is within the appropriate temperature range. Can be prevented from rising beyond the appropriate temperature range.
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、走行中では外気温度に拘わらず電池温度によって車載電池の温調装置1の切換えが行われる。これは、走行中では、走行風により熱交換機における熱交換率が高いため、電池温度と外気温度とが略一致する。したがって、電池温度のみで熱交換状態及び保温状態を正確かつ容易に判定することができる。
また、本実施形態では、下部冷却水タンク8が内部冷却水路5の下方に位置するので、熱交換状態から保温状態に切換える際に、ウォータポンプ20を作動せずにバルブを開弁させるだけで冷却水を自重によって移動させることができる。これにより電力消費を抑制することができる。
In the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, since the lower
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、熱交換状態と保温状態との切換判定用のマップについては、図6以外でも電池温度と外気温度に基づいて判定する領域があればよく、温調装置の性能や電池の容量等に応じて適宜変更してもよい。
また、下部冷却水タンク8を電池パック2の外側に配置したり、内部冷却水路5の下方以外に配置したりするように、温調装置の構成についても適宜変更してもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment.
For example, the map for determining whether to switch between the heat exchange state and the heat retention state may have a region other than that shown in FIG. 6 for determination based on the battery temperature and the outside air temperature, depending on the performance of the temperature control device, the battery capacity, and the like. May be changed as appropriate.
Further, the configuration of the temperature control device may be changed as appropriate so that the lower
また、本実施形態では、電池パック2は走行駆動モータへの電力供給用の電池であるが、熱媒体を介して外気と熱交換する車載電池に対して本願発明を広く適用することができる。
In the present embodiment, the
1 温調装置
2 電池パック
4 電池
5 内部冷却水路(熱媒体路)
20 ウォータポンプ(切換装置)
21 第1開閉バルブ(切換装置)
22 第2開閉バルブ(切換装置)
23 第3開閉バルブ(切換装置)
24 第4開閉バルブ(切換装置)
40 コントロールユニット(制御装置)
DESCRIPTION OF
20 Water pump (switching device)
21 First open / close valve (switching device)
22 Second open / close valve (switching device)
23 Third open / close valve (switching device)
24 Fourth open / close valve (switching device)
40 Control unit (control device)
Claims (3)
前記熱媒体路と前記熱交換機との間で前記熱媒体を循環させて前記熱媒体を介して外気と前記電池とを熱交換させる熱交換状態と、前記熱媒体路から前記熱媒体を排出して前記熱媒体を介する外気と前記電池との熱交換を抑制する保温状態とに切換える切換装置と、
前記電池の温度と外気温度とに基づいて前記切換装置を作動制御して、前記熱交換状態と前記保温状態との切換えを設定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記電池の温度が前記外気温度に基づいて設定された閾値以上である場合に前記切換装置を前記熱交換状態に設定し、前記電池の温度が前記閾値未満である場合に前記切換装置を前記保温状態に設定し、
前記電池は前記車両の始動時における電力供給源であり、
前記閾値は、前記外気温度が低下するに伴って高く設定されるとともに、前記車両の始動時に停車時よりも低く設定されることを特徴とする車載電池の温調装置。 A temperature control device for an in-vehicle battery comprising a heat medium path that allows a heat medium to pass around a battery mounted on a vehicle, and a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium that has passed through the heat medium path and outside air,
A heat exchange state in which the heat medium is circulated between the heat medium path and the heat exchanger to exchange heat between the outside air and the battery via the heat medium; and the heat medium is discharged from the heat medium path. A switching device for switching to a heat retaining state that suppresses heat exchange between the outside air and the battery via the heat medium;
The operating controls the switching device based on the temperature and the ambient temperature of the battery, and a control device for setting the switching between the heat retaining state and the heat exchange state,
The control device sets the switching device to the heat exchange state when the temperature of the battery is equal to or higher than a threshold set based on the outside air temperature, and when the temperature of the battery is lower than the threshold, Set the switching device to the heat retaining state,
The battery is a power supply source at the start of the vehicle,
The temperature control device for an in-vehicle battery is characterized in that the threshold is set higher as the outside air temperature decreases and is set lower than when the vehicle is stopped when the vehicle is started .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014115896A JP6358425B2 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | In-vehicle battery temperature control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014115896A JP6358425B2 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | In-vehicle battery temperature control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015230797A JP2015230797A (en) | 2015-12-21 |
JP6358425B2 true JP6358425B2 (en) | 2018-07-18 |
Family
ID=54887480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014115896A Active JP6358425B2 (en) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | In-vehicle battery temperature control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6358425B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105680113B (en) * | 2016-03-25 | 2018-04-10 | 柳州孔辉汽车科技有限公司 | Electric automobile power battery temperature treatment control system |
CN108365293B (en) * | 2018-02-11 | 2020-02-14 | 长乐致远技术开发有限公司 | New energy automobile battery cooling structure |
CN108461864B (en) * | 2018-03-02 | 2023-06-09 | 杭州泓创新能源有限公司 | Device for simulating cooling of battery box in vehicle operation and control method |
JP6931626B2 (en) * | 2018-06-05 | 2021-09-08 | 株式会社Subaru | Vehicle battery cooling structure |
JP7159828B2 (en) | 2018-12-05 | 2022-10-25 | トヨタ自動車株式会社 | Automotive battery cooling system |
CN112261833B (en) * | 2020-09-21 | 2022-12-30 | 西安甘鑫科技股份有限公司 | Power supply for vehicle |
CN114221062B (en) * | 2021-12-15 | 2023-01-10 | 西安交通大学 | Electrochemical energy storage system and thermal management method |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3114366B2 (en) * | 1992-07-06 | 2000-12-04 | 株式会社デンソー | Battery temperature control device |
JP2006143183A (en) * | 2004-10-18 | 2006-06-08 | Denso Corp | Battery cooling device for vehicle use |
JP4442628B2 (en) * | 2007-03-30 | 2010-03-31 | トヨタ自動車株式会社 | Power supply device and vehicle |
US8082743B2 (en) * | 2009-02-20 | 2011-12-27 | Tesla Motors, Inc. | Battery pack temperature optimization control system |
DE102009047695A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Robert Bosch Gmbh | Controllable heat insulating housing and method of controlling the same |
JP2011159601A (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-18 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Temperature control device of secondary battery |
JP2011207321A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Denso Corp | Battery temperature control device for vehicle |
DE102010063376A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Temperature control method for an electrochemical energy store in a vehicle |
JP5720322B2 (en) * | 2011-03-11 | 2015-05-20 | 日産自動車株式会社 | Battery temperature control device |
JP2013164931A (en) * | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Toyota Industries Corp | Battery temperature control device |
-
2014
- 2014-06-04 JP JP2014115896A patent/JP6358425B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015230797A (en) | 2015-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6358425B2 (en) | In-vehicle battery temperature control device | |
JP7094908B2 (en) | Battery heating device for hybrid vehicles | |
US10125662B2 (en) | Engine cooling device for vehicle | |
US9731623B2 (en) | System for cooling the batteries of an electric or hybrid vehicle | |
KR102373420B1 (en) | Hvac system of electric vehicle | |
JP6271222B2 (en) | Vehicle refrigerant circulation device and vehicle air conditioner | |
WO2016035511A1 (en) | Heat management system for vehicles | |
WO2017017867A1 (en) | Cooling device | |
CN111613853A (en) | Battery temperature rising device | |
US11318814B2 (en) | Cooling apparatus | |
CN110712496A (en) | Thermal management system of fuel cell vehicle | |
JP2017037775A (en) | Battery cooling device | |
KR102532331B1 (en) | System and method for managing battery temperature | |
JP2015085699A (en) | Method for adjusting temperature of refrigerant liquid for cooling engine of hybrid vehicle | |
JP2016186266A (en) | Cooling device for engine | |
JP2017105290A (en) | Temperature control device of battery for driving | |
KR20200111316A (en) | System and method of managing battery of vehicle | |
JP2014095300A (en) | Grille shutter control device | |
JP6239912B2 (en) | Temperature control device and temperature control method | |
JP6326196B2 (en) | Fuel cell system | |
WO2019054456A1 (en) | Thermo-siphon | |
JP6117664B2 (en) | Temperature control device and temperature control method | |
WO2020152734A1 (en) | Cooling device for hybrid vehicles | |
JP2017165144A (en) | Liquid heating device | |
JP2016210298A (en) | Cooling device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170324 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180228 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180523 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180605 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6358425 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |