JP6387422B2 - 車両用電源装置 - Google Patents
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Description
第1態様は、
それぞれ複数の高圧バッテリ(例えば、後述の実施形態の高圧バッテリ31a〜33a)を有する、複数のバッテリモジュール(例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール31〜33)と、
複数の該バッテリモジュールを収容するケース(例えば、後述の実施形態のケース50)と、
ラジエータ(例えば、後述の実施形態のラジエータ101)と、冷却ポンプ(例えば、後述の実施形態の冷却ポンプ102)と、複数の前記バッテリモジュールを冷却する複数のバッテリモジュール冷却部(例えば、後述の実施形態のバッテリモジュール冷却部131〜133)と、を有する冷却回路(例えば、後述の実施形態の冷却回路100)と、を備え、
前記ケースがフロアパネル(例えば、後述の実施形態のフロアパネル3)の下方に配置された車両用電源装置(例えば、後述の実施形態の車両用電源装置1)であって、
前記冷却回路において、
複数の前記バッテリモジュール冷却部が並列に配置され、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側に設けられる分岐部(例えば、後述の実施形態の分岐部108)及び複数の前記バッテリモジュール冷却部の下流側に設けられる合流部(例えば、後述の実施形態の合流部109)が前記ケース内に設けられている。
第1態様の車両用電源装置であって、
複数の前記バッテリモジュールは電池容量が異なり、
前記冷却回路は、複数の前記バッテリモジュールのうち電池容量の小さいバッテリモジュールを冷却する前記バッテリモジュール冷却部の上流側又は下流側、且つ、前記分岐部の下流側に、流量制御手段(例えば、後述の実施形態のオリフィス110、111)を有する。
第1又は第2態様の車両用電源装置であって、
複数の前記バッテリモジュールは、いずれかの座席(例えば、後述の実施形態の前部座席4、後部座席5)の下方に配置されている。
第3態様の車両用電源装置であって、
複数の前記バッテリモジュールは、後部座席(例えば、後述の実施形態の後部座席5)の下方に配置される少なくとも2つの後部バッテリモジュール(例えば、後述の実施形態の後部バッテリモジュール32、33)を含み、
少なくとも2つの前記後部バッテリモジュールは、前記後部座席の座面前方に上下に配置されている。
第4態様の車両用電源装置であって、
複数の前記バッテリモジュールは、前部座席(例えば、後述の実施形態の前部座席4)の下方に配置される前部バッテリモジュール(例えば、後述の実施形態の前部バッテリモジュール31)を含み、
前記前部バッテリモジュールは、前記前部座席の下方に平置きされている。
第5態様の車両用電源装置であって、
前記前部バッテリモジュールは、少なくとも2つの前記後部バッテリモジュールの合計電池容量よりも小さく、
前記冷却回路は、前記前部バッテリモジュールを冷却する前部バッテリモジュール冷却部の上流側又は下流側に、流量制御手段(例えば、後述の実施形態のオリフィス110)を有する。
第1〜第6態様のいずれかの車両用電源装置であって、
前記車両用電源装置は、DC−DCコンバータ(例えば、後述の実施形態のDC−DCコンバータ22)と充電器(例えば、後述の実施形態の充電器21)とを有する高圧系機器をさらに備え、
前記冷却回路は、前記DC−DCコンバータを冷却するDC−DCコンバータ冷却部(例えば、後述の実施形態のDC−DCコンバータ冷却部122)と、前記充電器を冷却する充電器冷却部(例えば、後述の実施形態の充電器冷却部121)と、をさらに有し、
前記冷却回路において、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の下流側に、前記DC−DCコンバータ冷却部と前記充電器冷却部とが並列に配置されている。
第7態様の車両用電源装置であって、
前記冷却回路は、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側と、前記DC−DCコンバータ冷却部及び前記充電器冷却部の上流側且つ複数の前記バッテリモジュール冷却部の下流側と、を接続するバイパス流路(例えば、後述の実施形態のバイパス流路105)と、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側に設けられた流路切替装置(例えば、後述の実施形態の電磁式三方弁106)と、を有する。
第8態様の車両用電源装置であって、
前記流路切替装置は、前記バイパス流路と複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側の流路(例えば、後述の実施形態の第6外配管103f)との分岐部(例えば、後述の実施形態の分岐部114)に設けられた電磁式三方弁(例えば、後述の実施形態の電磁式三方弁106)である。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る車両用電源装置1は、主として複数のバッテリモジュール31〜33、DC−DCコンバータ22、充電器21、及びこれらを冷却する冷却回路100を備え、ハイブリッド車両、電気車両、燃料電池車等の車両Vに搭載される。これら複数のバッテリモジュール31〜33、DC−DCコンバータ22及び冷却回路100の一部は、ユニット化されてバッテリユニット10を構成し、車室2の床面を形成するフロアパネル3の下方に配置される。バッテリユニット10を挟んで、車両Vの前部には冷却回路100を構成するラジエータ101及び冷却ポンプ102が配置され、車両Vの後部には外部電源から供給される電力でバッテリモジュール31〜33を充電する上記した充電器21が配置される。冷却回路100は、バッテリユニット10内に配置される内部冷却回路100Aと、バッテリユニット10外に配置される外部冷却回路100Bと、を有している。
図2及び図3に示すように、バッテリユニット10は、複数のバッテリモジュール31〜33と、DC−DCコンバータ22と、バッテリ用ECU40と、内部冷却回路100Aと、これらを収容するケース50とを備える。
図4に示すように、冷却回路100は、ラジエータ101、冷却ポンプ102、高圧バッテリ冷却部130、DC−DCコンバータ冷却部122及び充電器冷却部121がバッテリユニット10の外側に配索される外配管103とバッテリユニット10の内側に配索される内配管104とで接続され冷媒循環経路が形成されている。
図5に示すように、本実施形態の冷却回路100では、ラジエータ101と、冷却ポンプ102と、高圧バッテリ冷却部130と、充電器冷却部121及びDC−DCコンバータ冷却部122からなる高圧系機器冷却部120と、が直列に接続され、高圧バッテリ冷却部130の下流側に高圧系機器冷却部120が配置される。また、高圧バッテリ冷却部130の上流側と、高圧系機器冷却部120の上流側且つ高圧バッテリ冷却部130の下流側とがバイパス流路105で接続され、バイパス流路105と高圧バッテリ冷却部130の上流側の流路との分岐部114に電磁式三方弁106が設けられている。さらに、高圧バッテリ冷却部130は、並列に配置された3つのバッテリモジュール冷却部131〜133から構成され、高圧系機器冷却部120は、並列に配置されたDC−DCコンバータ冷却部122と充電器冷却部121とから構成されている。
つぎに、冷却回路100の動作について、図6及び図7を参照して説明する。図6及び図7において、冷媒の流れている流路を実線で示し、冷媒が流れていない流路を点線で示している。
<電磁式三方弁[OFF]>
このように構成された冷却回路100において、冷却ポンプ102が駆動すると、冷却ポンプ102がラジエータ101側から低温の冷媒を吸入し、これを高圧バッテリ冷却部130側に向けて吐出する。通常状態では、電磁式三方弁106がOFFであるため、図6に示すように、冷却ポンプ102が吐出した冷媒は、バイパス流路105には流れず、全量が高圧バッテリ冷却部130に供給される。
冷却回路100において、高圧バッテリ31a〜33aの冷却が必要ない場合、若しくは、高圧バッテリ31a〜33aの要求温度に対し冷媒温度が適切ではないがDC−DCコンバータ22及び充電器21の冷却が必要な場合には、電磁式三方弁106をON制御することにより、図7に示すように、高圧バッテリ冷却部130への冷媒供給を遮断し、DC−DCコンバータ22及び充電器21のみを冷却することができる。すなわち、電磁式三方弁106をONにすると、冷却ポンプ102から吐出される冷媒が高圧バッテリ冷却部130に流れず、全量がバイパス流路105に供給される。バイパス流路105に供給された冷媒は、高圧バッテリ冷却部130を迂回し、分岐部112を介してDC−DCコンバータ冷却部122と充電器冷却部121とに分配される。このとき、DC−DCコンバータ冷却部122側への冷媒流量はオリフィス107で制限され、DC−DCコンバータ冷却部122よりも多くの冷媒が充電器冷却部121へ供給される。そして、DC−DCコンバータ冷却部122及び充電器冷却部121を通過した冷媒は、合流部113で合流した後、ラジエータ101に戻り、ここで冷却される。
例えば、上記実施形態では、高圧バッテリ冷却部130を3つのバッテリモジュール31〜33に対応させて3つのバッテリモジュール冷却部131〜133から構成したが、これに限らず、バッテリモジュール冷却部は、2つ以上あればよい。
また、上記実施形態の冷却回路100では、高圧系機器冷却部120であるDC−DCコンバータ冷却部122と充電器冷却部121とを並列に接続した場合を例示したが、これに限らず、DC−DCコンバータ冷却部122と充電器冷却部121とを直列に接続してもよい。
また、高圧系機器冷却部120は必ずしも必要ではなく、さらに高圧バッテリ冷却部130とは別の冷却回路により構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、高圧系機器として、DC−DCコンバータ22及び充電器21を例示したが、いずれか一方でもよく、これらに限らずインバータ等の他の高圧系機器でもよい。
上記実施形態の冷却回路100は、冷媒として水を用いた水冷式の冷却回路でもよく、冷媒として油を用いた油冷式の冷却回路でもよい。
3 フロアパネル
4 前部座席
5 後部座席
21 充電器(高圧系機器)
22 DC−DCコンバータ(高圧系機器)
31a〜33a 高圧バッテリ
31 前部バッテリモジュール
32 下後部バッテリモジュール
33 上後部バッテリモジュール
50 ケース
100 冷却回路
101 ラジエータ
102 冷却ポンプ
103f 第6外配管(バッテリモジュール冷却部の上流側の流路)
105 バイパス流路
106 電磁式三方弁(流路切替装置)
108 分岐部
109 合流部
110 オリフィス(流量制御手段)
111 オリフィス(流量制御手段)
121 充電器冷却部
122 DC−DCコンバータ冷却部
131 前部バッテリモジュール冷却部
132 下前部バッテリモジュール冷却部
133 上後部バッテリモジュール冷却部
Claims (4)
- それぞれ複数の高圧バッテリを有する、複数のバッテリモジュールと、
複数の該バッテリモジュールを収容するケースと、
ラジエータと、冷却ポンプと、複数の前記バッテリモジュールを冷却する複数のバッテリモジュール冷却部と、を有する冷却回路と、を備え、
前記ケースがフロアパネルの下方に配置された車両用電源装置であって、
複数の前記バッテリモジュールは、
前部座席の下方に配置される前部バッテリモジュールと、
後部座席の下方に配置される少なくとも2つの後部バッテリモジュールと、を含み、
前記前部バッテリモジュールは、前記前部座席の下方に平置きされ、
前記少なくとも2つの後部バッテリモジュールは、前記後部座席の座面前方に上下に配置される、上後部バッテリモジュール及び下後部バッテリモジュールを含み、
前記前部バッテリモジュールは、前記少なくとも2つの後部バッテリモジュールの合計電池容量よりも小さく、
前記上後部バッテリモジュールは、前記下後部バッテリモジュールの電池容量よりも小さく、
前記冷却回路において、
複数の前記バッテリモジュール冷却部が配管を介して並列に接続され、
前記ラジエータ及び前記冷却ポンプは前記ケースの外部に配置され、
複数の前記バッテリモジュール冷却部、前記配管、複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側に設けられる分岐部及び複数の前記バッテリモジュール冷却部の下流側に設けられる合流部が前記ケースの内部に設けられ、
前記前部バッテリモジュールを冷却する前部バッテリモジュール冷却部の上流側又は下流側に、流量制御手段を有し、
前記上後部バッテリモジュールを冷却する上後部バッテリモジュール冷却部の上流側又は下流側に、他の流量制御手段を有する、車両用電源装置。 - 請求項1に記載の車両用電源装置であって、
前記車両用電源装置は、DC−DCコンバータと充電器とを有する高圧系機器をさらに備え、
前記冷却回路は、前記DC−DCコンバータを冷却するDC−DCコンバータ冷却部と、前記充電器を冷却する充電器冷却部と、をさらに有し、
前記冷却回路において、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の下流側に、前記DC−DCコンバータ冷却部と前記充電器冷却部とが並列に配置された、車両用電源装置。 - 請求項2に記載の車両用電源装置であって、
前記冷却回路は、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側と、前記DC−DCコンバータ冷却部及び前記充電器冷却部の上流側且つ複数の前記バッテリモジュール冷却部の下流側と、を接続するバイパス流路と、
複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側に設けられた流路切替装置と、を有する、車両用電源装置。 - 請求項3に記載の車両用電源装置であって、
前記流路切替装置は、前記バイパス流路と複数の前記バッテリモジュール冷却部の上流側の流路との分岐部に設けられた電磁式三方弁である、車両用電源装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014245941 | 2014-12-04 | ||
JP2014245941 | 2014-12-04 | ||
PCT/JP2015/080267 WO2016088476A1 (ja) | 2014-12-04 | 2015-10-27 | 車両用電源装置 |
Publications (2)
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