JP6587670B2 - バッテリモジュール及び電動車両 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係るバッテリモジュール1及びこのバッテリモジュール1を電源として搭載する電動車両Vの構成を示す図である。
図2は、本実施形態にバッテリモジュール1のペルチェ素子3L,3R及び電気ヒータ26の制御回路の構成を示す回路図である。
(1)バッテリモジュール1は組電池2と、ペルチェ素子3L,3Rと、組電池2とペルチェ素子3L,3Rの吸熱面とを接続する熱伝導部材4L,4Rと、これらを収容する筐体7を備える。またペルチェ素子3L,3Rは、その発熱面32L,32Rが筐体7の側板73L,73Rに接するように筐体7に設ける。これによりバッテリモジュール1によれば、組電池2で充放電を行うことによって生じた熱は、熱伝導部材4L,4Rを介してペルチェ素子3L,3Rの吸熱面に伝達し、さらにペルチェ素子3L,3Rによって筐体7に放熱されるので、組電池2の温度を充放電に適した温度で維持できる。またバッテリモジュール1では、組電池2の側面24L,24Rと吸熱面31L,31Rとの間及び底面23と筐体7の底板72との間には、熱伝導部材4L,4Rよりも熱伝導率が低い断熱部材6を設ける。これにより、組電池2で発生した熱が上記のように熱伝導部材4L,4Rを介さずに側面24L,24Rから直に吸熱面31L,31Rに伝達したり、筐体7の外部の熱が組電池2の底面23から直に伝達したりするのを抑制できる。よってバッテリモジュール1によれば、組電池2に対する熱の授受の経路を、熱伝導部材4L,4Rを介した経路に絞ることができるので、ペルチェ素子3L,3Rを用いて組電池2の温度を適切に制御できる。
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図3は、本実施形態に係るバッテリモジュール1Aのペルチェ素子3L,3R及び電気ヒータ26の制御回路の構成を示す回路図である。なお以下の説明において、第1実施形態のバッテリモジュール1と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(7)バッテリモジュール1Aでは、第1直流電源回路8A及び第2直流電源回路9Aに二連スイッチ85を設け、この二連スイッチ85を温調コントローラ5Aで駆動する。これにより、バッテリモジュール1Aによれば、二連スイッチ85を駆動する簡易な温調コントローラ5Aで組電池2の温調制御を実現できる。またバッテリモジュール1Aでは、二連スイッチ85を用いることにより、第1実施形態のバッテリモジュール1と比較してスイッチの数を減らすことができるので、その分、バッテリモジュール1A全体の構成を小さくできる。
次に、本発明の第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図4は、本実施形態に係るバッテリモジュール1Bのペルチェ素子3L,3R及び電気ヒータ26の制御回路の構成を示す回路図である。なお以下の説明において、第1実施形態のバッテリモジュール1と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(8)バッテリモジュール1Bでは、ペルチェ素子3L,3R及び電気ヒータ26を共通バッテリ86に対し並列に接続し、この共通バッテリ86の負極と第1電力線84及び第2電力線93を接続する接続点88とを接続する共通電力線89に共通スイッチ95を設け、さらにこの共通スイッチ95を温調コントローラ5Bで駆動する。これにより、バッテリモジュール1Bによれば、共通スイッチ95を駆動する簡易な温調コントローラ5Bで組電池2の温調制御を実現できる。またバッテリモジュール1Bでは、共通バッテリ86と共通スイッチ95とを用いることにより、第1実施形態のバッテリモジュール1と比較して電源及びスイッチの数を減らすことができるので、その分、バッテリモジュール1B全体の構成を小さくできる。
DL,DR…冷却ダクト
1,1A,1B…バッテリモジュール
2…組電池
21…単電池セル(単電池)
23…底面(第2外周面)
24L,24R…側面(第1外周面)
26…電気ヒータ(ヒータ)
3L,3R…ペルチェ素子(熱電素子)
31L,31R…吸熱面
32L,32R…発熱面
4L,4R…熱伝導部材(熱伝導材)
26…電気ヒータ(ヒータ)
6…断熱部材(断熱材)
7…筐体
72…底板
73L,73R…側板
5,5A,5B…温調コントローラ(電子制御ユニット)
8,8A,8B…第1直流電源回路
81…第1バッテリ(第1直流電源)
82…ペルチェ素子リレー(熱電素子リレー)
821…固定接点
822…可動接点
823…電磁コイル(接点駆動部)
83…第1スイッチ(第1スイッチ)
84…第1電力線
85…二連スイッチ
86…共通バッテリ(共通直流電源)
87…共通スイッチ
88…接続点
89…共通電力線
9,9A,9B…第2直流電源回路
91…第2バッテリ(第2直流電源)
92…第2スイッチ
93…第2電力線
95…共通スイッチ
Claims (8)
- 積層された複数の単電池を備える組電池と、
電流が流れると吸熱面で吸熱し発熱面で発熱する板状の熱電素子と、
前記組電池と前記吸熱面とを接続する熱伝導材と、
前記組電池、前記熱電素子、及び前記熱伝導材を収容する筐体と、を備えるバッテリモジュールであって、
前記発熱面は前記筐体の内周面に接し、
前記組電池の外周面のうち前記吸熱面と対向する第1外周面と前記吸熱面との間及び前記組電池の外周面のうち前記第1外周面とは別の第2外周面と前記筐体の内周面との間には、前記熱伝導材よりも熱伝導率が低い断熱材が設けられていることを特徴とするバッテリモジュール。 - 前記断熱材と前記第2外周面との間には、電流が流れると発熱する板状のヒータが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のバッテリモジュール。
- 前記熱電素子と第1直流電源とを接続する第1電力線に設けられ、閉成すると前記第1直流電源と前記熱電素子とを導通し開成すると前記第1直流電源と前記熱電素子とを遮断する熱電素子リレーと、を備え、
前記熱電素子リレーは、前記ヒータを流れるヒータ電流が動作電流より小さい場合には閉成し、前記ヒータ電流が前記動作電流より大きい場合には開成することを特徴とする請求項2に記載のバッテリモジュール。 - 前記ヒータは、温度が高くなるほど内部抵抗が大きくなるPTCヒータであり、
前記熱電素子リレーは、それぞれ前記第1電力線に接続された固定接点及び可動接点と、前記PTCヒータと第2直流電源とを接続する第2電力線に設けられ、当該第2電力線を流れる電流を用いて前記可動接点を駆動する接点駆動部と、を備えることを特徴とする請求項3に記載のバッテリモジュール。 - 前記第1電力線を含む第1直流電源回路に設けられた第1スイッチと、
前記第2電力線を含む第2直流電源回路に設けられた第2スイッチと、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチを駆動する電子制御ユニットと、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のバッテリモジュール。 - 前記第1電力線を含む第1直流電源回路及び前記第2電力線を含む第2直流電源回路に設けられ、閉成すると前記熱電素子と前記第1直流電源と前記熱電素子リレーとを含む第1閉回路及び前記ヒータと前記第2直流電源と前記熱電素子リレーとを含む第2閉回路を形成する二連スイッチと、
前記二連スイッチを駆動する電子制御ユニットと、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のバッテリモジュール。 - 前記第1直流電源と前記第2直流電源とは同一の共通直流電源であり、
前記熱電素子及び前記ヒータは、前記共通直流電源に対し並列に接続され、
前記共通直流電源の一方の極と前記第1電力線及び前記第2電力線を接続する接続点とを接続する共通電力線に設けられた共通スイッチと、
前記共通スイッチを駆動する電子制御ユニットと、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のバッテリモジュール。 - 請求項1から7の何れかに記載のバッテリモジュールと、
前記筐体のうち前記発熱面が接する部分に走行風を導く冷却ダクトと、を備えることを特徴とする電動車両。
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