KR20160121432A - 이차 전지의 냉각 시스템 - Google Patents

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준타 이즈미
기요히토 마치다
마사카즈 하부
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

냉각 시스템은 냉각 팬(40)과 온도 센서(61)와 제어부(70)를 포함한다. 상기 냉각 팬(40)은 상기 이차 전지(10)에 냉각풍을 송풍한다. 온도 센서(61)는 상기 이차 전지(10)의 온도를 검출한다. 상기 제어부(70)는, 상기 전동 차량(90)의 시동 후에 상기 이차 전지(10)의 온도가 제 1 소정 온도 이상이 된 경우에, 소정 기간 동안, 일정한 지령값으로 상기 냉각 팬(40)을 구동시킴과 함께, 이 때의 상기 냉각 팬(40)의 실회전수에 의거하여 상기 냉각 팬(40)의 이상의 유무를 검출하도록 구성된다. 그리고, 상기 제어부(70)는, 상기 이차 전지(10)의 온도가 상기 제 1 소정 온도보다 높은 제 2 소정 온도 이상인 경우에는, 일정한 지령값에서의 상기 냉각 팬(40)의 구동을 금지하도록 구성된다.

Description

이차 전지의 냉각 시스템{COOLING SYSTEM FOR SECONDARY BATTERY}
본 개시는, 차량 구동용의 이차 전지를 냉각하는 냉각 시스템에 관한 것이다.
하이브리드 차량이나 전기 자동차 등의 전동 차량에는, 차량 구동용의 전기 에너지를 축적하는 이차 전지(배터리)가 탑재되어 있다. 이차 전지는 내부 저항이 있어, 충방전을 행함으로써 온도가 상승되므로 냉각을 행하는 것이 필요해진다. 따라서, 종래부터, 이차 전지 주변에 냉각 팬을 설치하여, 냉각 팬에 의해 이차 전지를 강제 공냉하는 것이 제안되고 있다.
예를 들면, 일본국 공개특허 특개2010-158964호 공보에는, 이차 전지 근방에 냉각 팬을 설치한 차량 전장품의 냉각 장치가 개시되어 있다. 이 일본국 공개특허 특개2010-158964호 공보에서는, 냉각 팬의 구동에 의해 발생된 냉각풍이 흐르는 덕트를, 도중에서 2방향으로 분기시켜, 차량에 탑재된 충전기의 온도에 따라, 냉각풍의 경로를 전환하고 있다. 이 냉각 장치에서는, 냉각 팬의 지령 듀티는, 냉각 대상인 고전압 이차 전지나 차량 탑재 충전기의 온도에 따라 변화시키고 있다. 또한, 이 냉각 장치는, 냉각 팬의 고장의 유무를 검지하여, 고장이 발생한 경우에는, 다이어그노스틱 시스템(Diagnostic System)에 출력함과 함께, 고장의 내용에 따라 전장품의 제어를 변경한다.
그런데, 냉각 팬의 이상의 유무 판단은, 냉각 팬의 실회전수 등의 검출 파라미터에 의거하여 행해지는 경우가 많다. 이러한 이상의 유무 판단은, 냉각 팬의 구동이 안정된 정상 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 이것은, 냉각 팬의 구동 상태(팬 회전수 등)가 크게 변동하면, 검출 파라미터에 제어 지연 등에 기인하는 오차가 포함되게 되기 때문에, 고장의 유무 판단의 정밀도를 유지할 수 없기 때문이다.
일본국 공개특허 특개2010-158964호 공보에서는, 고전압 이차 전지나 충전기의 온도에 따라 지령 듀티를 변화시키고 있어, 정상 상태가 되기 어렵기 때문에, 냉각 팬의 이상의 유무 판단을 정확하게 행하는 것은 어려웠다. 따라서, 냉각 팬의 지령 듀티(지령 회전수)를 변화시키지 않고, 일정 듀티(일정 회전수)로 구동시키는 것도 생각된다. 이 경우, 냉각 팬의 구동 상태가 안정되기 때문에, 이상의 유무 판단을 정확하게 행할 수 있다. 그러나, 이차 전지의 상태나 주행 상태에 관계 없이, 항상 일정 듀티(일정 회전수)로 구동한 경우, 회전수가 부족하여 충분히 냉각할 수 없어 이차 전지가 열화되거나, 반대로, 불필요하게 회전수가 높아, 불필요한 소음이나 전력 소비를 초래한다는 문제가 있었다.
따라서, 본 개시는, 냉각 팬의 이상의 유무 검지의 기회를 충분히 확보하면서, 차량 구동용의 이차 전지를 적절하게 냉각하는 냉각 시스템을 제공한다.
본건에 관련된 냉각 시스템은 이차 전지용이다. 상기 이차 전지는, 전동 차량에 탑재되며, 차량 구동용의 전지이다. 상기 냉각 시스템은, 냉각 팬과 온도 센서와 제어부를 포함한다. 상기 냉각 팬은, 상기 이차 전지에 냉각풍을 송풍하도록 구성되고, 상기 냉각 팬의 회전수를 정하는 파라미터인 지령값에 의거하여 구동되도록 구성된다. 상기 온도 센서는, 상기 이차 전지의 온도를 검출하도록 구성된다. 상기 제어부는, 상기 전동 차량의 시동 후에 상기 이차 전지의 온도가 제 1 소정 온도 이상이 된 경우에, 소정 기간 동안, 일정한 지령값으로 상기 냉각 팬을 구동시킴과 함께, 이 때의 상기 냉각 팬의 실회전수에 의거하여 상기 냉각 팬의 이상의 유무를 검출하도록 구성된다. 또한, 상기 제어부는, 상기 이차 전지의 온도가 상기 제 1 소정 온도보다 높은 제 2 소정 온도 이상인 경우에는, 일정한 지령값에서의 상기 냉각 팬의 구동을 금지하도록 구성된다.
이에 따라, 본 개시의 냉각 시스템은 전동 차량 시동 시에 이차 전지의 온도가 낮은 경우에는 냉각 팬의 이상 검출 처리의 기회를 확보하고, 전동 차량 시동 시의 이차 전지의 온도가 높을 때에는 냉각 팬의 이상 검출 처리의 기회 확보보다 이차 전지의 냉각을 우선하여 이차 전지의 열화를 억제하므로, 냉각 팬의 이상의 유무 검지의 기회를 확보하면서, 이차 전지를 적절하게 냉각할 수 있다.
상기 제 2 소정 온도는, 상기 이차 전지의 열화 정도가 클수록 낮아지도록 설정되어도 된다.
이에 따라, 이차 전지의 열화를 억제하면서, 냉각 팬의 이상 검출 처리의 기회를 적절하게 확보할 수 있다.
상기 제 2 소정 온도는, 복수회의 트립을 거쳐 상기 이차 전지의 최고 온도가 높은 경우에는, 복수회의 트립을 거쳐 상기 이차 전지의 최고 온도가 낮은 경우보다 낮은 값으로 설정되어도 된다.
이에 따라, 이차 전지의 열화를 억제하면서, 냉각 팬의 이상 검출 처리의 기회를 적절하게 확보할 수 있다. 또한, 여기서, 트립이란, ECU가 기동되어, 일정한 주행을 행한 후에 ECU가 정지될 때까지의 기간이다.
상기 일정한 지령값은, 가변 지령값보다 작은 값으로 설정되어도 된다. 상기 가변 지령값이란, 상기 이차 전지의 온도에 따라 상기 지령값을 가변으로 하는 제어를 행할 경우에 설정되는 상기 지령값이어도 된다.
이에 따라, 냉각 팬의 소음에 의해 사용자를 불쾌하게 하지 않고, 연비의 저하를 억제할 수 있다.
상기 이차 전지의 온도가 상기 제 1 소정 온도 이상이며 상기 제 2 소정 온도 미만의 제 3 소정 온도보다 높은 경우에는, 상기 일정한 지령값은, 가변 지령값보다 큰 값으로 설정되어도 된다. 상기 가변 지령값이란, 상기 이차 전지의 온도에 따라 상기 지령값을 가변으로 하는 제어를 행할 경우에 설정되는 상기 지령값이어도 된다.
이에 따라, 전동 차량의 시동 시의 이차 전지의 온도가 냉각 팬의 이상 검출 처리가 금지되어 있지 않은 온도 범위 중에서 높은 영역인 경우에, 이차 전지를 효과적으로 냉각하여 이차 전지의 열화를 억제할 수 있다.
상기 전동 차량의 시동 시에 상기 이차 전지의 온도가 상기 제 1 소정 온도 미만이며, 상기 전동 차량의 시동 후에 처음으로 상기 제 1 소정 온도를 초과한 경우에, 상기 일정한 지령값은, 상기 냉각 팬의 구동 지령값 중에서 최소의 값으로 설정되어도 된다.
이에 따라, 냉각 팬의 소음에 의해 사용자를 불쾌하게 하지 않고, 연비의 저하를 억제할 수 있다.
상기 이차 전지의 입출력 전력이 소정의 임계값보다 작은 경우에, 상기 일정한 지령값은, 상기 냉각 팬의 구동 지령값 중에서 최소의 값으로 설정되어도 된다.
이에 따라, 냉각 팬의 소음에 의해 사용자를 불쾌하게 하지 않고, 연비의 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 본 개시의 실시 형태에 있어서의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 2는, 듀티 제어의 설명도이다.
도 3은, 지령 듀티에 대한 냉각 팬의 회전수를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 지령 듀티를 결정하기 위한 듀티 맵이다.
도 5는, 본 개시의 실시 형태에 있어서의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은, 도 2에 나타내는 팬 일정 듀티 제어에 의한 이상 검출 처리 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7a는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 1 소정 온도(T0) 미만일 때의 냉각 팬의 회전수의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 7b는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 1 소정 온도(T0) 미만일 때의 메인 배터리의 온도의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 8a는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 1 소정 온도(T0) 이상, 제 3 소정 온도(T2) 이하일 때의 냉각 팬의 회전수의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 8b는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 1 소정 온도(T0) 이상, 제 3 소정 온도(T2) 이하일 때의 메인 배터리 온도의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 9a는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 3 소정 온도(T2)보다 높고, 제 2 소정 온도(T1) 미만일 때의 냉각 팬의 회전수의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 9b는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 3 소정 온도(T2)보다 높고, 제 2 소정 온도(T1) 미만일 때의 메인 배터리 온도의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 10a는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 2 소정 온도(T1) 이상일 때의 냉각 팬의 회전수의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 10b는, 시동 시의 메인 배터리의 온도가 제 2 소정 온도(T1) 이상일 때의 메인 배터리 온도의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 11은, 본 개시의 실시 형태에 있어서의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 다른 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 실시 형태에 대하여 설명한다. 최초로 본 실시 형태의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템(80)이 탑재되는 전동 차량(90)의 계통 구성에 대하여 설명한다. 또한, 도 1 중 일점 쇄선은 신호선을 나타내는 것이다. 차량 구동용의 메인 배터리(10)는, 플러스측 버스 바(11a)와 마이너스측 버스 바(12a)에 의해 시스템 메인 릴레이(13)의 플러스측, 마이너스측의 각 입력 단자에 접속되어 있다. 메인 배터리(10)는, 예를 들면, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 등의 충방전 가능한 이차 전지이다. 시스템 메인 릴레이(13)의 플러스측 출력 단자와 마이너스측 출력 단자는 각각 플러스측, 마이너스측 버스 바(11b, 12b)에 의해 승압 컨버터(14)에 접속되어 있다. 승압 컨버터(14)의 플러스측, 마이너스측의 각 출력 단자는, 인버터(15)의 플러스측, 마이너스측의 각 입력 단자에 접속되어 있다. 인버터(15)에는, U상(相), V상, W상의 3개의 출력 버스 바가 접속되고, 각 출력 버스 바는 제 1, 제 2 모터 제너레이터(16, 18)의 각 상의 입력 단자에 접속되어 있다. 각 모터 제너레이터(16, 18)의 출력축(17, 19)은, 유성 톱니바퀴 장치 등을 이용한 동력 분배 기구(22)에 접속되어 있다. 또한, 엔진(20)의 출력축(21)도 동력 분배 기구(22)에 접속되어 있다. 동력 분배 기구(22)의 출력축(23)은, 기어 기구(25), 차축(24)을 통하여 차륜(26)을 구동한다. 차축(24)에는 회전수로부터 차속을 검출하는 차속 센서(65)가 장착되어 있다.
메인 배터리(10)에 접속된 플러스측 버스 바(11a)와 마이너스측 버스 바(12a)로부터는, 각각 플러스측 버스 바(51), 마이너스측 버스 바(52)가 분기되어 있다. 각 버스 바(51, 52)는, 충전 릴레이(53)를 개재하여 외부의 AC 전원으로부터의 전력을 메인 배터리(10)에 충전하는 충전 전력으로 변환하는 충전기(54)가 접속되어 있다. 충전기(54)에는, 커넥터(55)(이른바 인렛)이 접속되어 있다. 이 커넥터(55)는, AC 전원(100)(예를 들면, 상용 전원)의 커넥터(101)(이른바 충전 플러그)에 접속할 수 있다. 커넥터(101)를 커넥터(55)에 접속함으로써 AC 전원(100)에 의해 메인 배터리(10)를 충전할 수 있다. 또한, 플러스측, 마이너스측의 각 버스 바(51, 52)에는 충전 릴레이(53)를 개재하여 외부의 DC 전원(102)의 커넥터(103)가 접속 가능한 커넥터(56)가 장착되어 있다. 이에 따라, 메인 배터리(10)는, 외부의 DC 전원(102)에 의해 충전할 수도 있다.
메인 배터리(10)가 접속되는 시스템 메인 릴레이(13)의 플러스측 출력 단자와 마이너스측 출력 단자가 각각 접속되는 플러스측, 마이너스측 버스 바(11b, 12b)에는 각각 플러스측, 마이너스측 버스 바(31, 32)에 의해 DC/DC 컨버터(33)가 접속되어 있다. DC/DC 컨버터(33)의 출력 단자는, 플러스측, 마이너스측의 각 저압 버스 바(34, 35)에 의해 보조 기계 배터리(36)에 접속되어 있고, DC/DC 컨버터(33)는, 메인 배터리(10)의 전압을, 예를 들면, 12V, 24V 등의 보조 기계 전압까지 강압하여 보조 기계 배터리(36)를 충전한다. 또한, 각 저압 버스 바(34, 35)에는, 냉각 팬(40)이 접속되어 있다. 냉각 팬(40)은, 임펠러가 격납된 팬 본체(41)와, 임펠러를 구동하는 모터(44)와, 모터(44)의 속도 제어를 행하는 컨트롤 유닛(45)으로 구성되어 있고, 컨트롤 유닛(45)이 각 저압 버스 바(34, 35)에 접속되어 있다. 팬 본체(41)의 흡입구(42)에는 냉각 공기를 흡입하는 흡입 덕트(46)가 접속되고, 팬 본체(41)의 토출구(43)에는 냉각 공기를 메인 배터리(10)가 수용되는 케이싱(48)으로 공급하는 접속 덕트(47)가 접속되어 있다. 케이싱(48)에는 메인 배터리(10)를 냉각한 공기를 배기하는 배기 덕트(49)가 장착되어 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 냉각 팬(40)으로부터 토출된 공기에 의해 메인 배터리(10)를 냉각하는 것으로 하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 냉각 팬(40)을 배기 덕트(49)의 측에 배치하고, 냉각 팬(40)을 구동하여 케이싱(48)에 부압(負壓)을 발생시킴으로써 메인 배터리(10)로 냉각풍을 송풍하도록 구성해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 냉각 팬(40)을 구동하는 모터(44)는 직류 모터여도 교류 모터여도 된다.
또한, 전동 차량(90)의 차실 내에는, 전동 차량(90)의 시동, 정지의 신호를 출력하는 이그니션 스위치(27)와, 액셀(28), 브레이크(29)가 장착되어 있다. 또한, 차실 내에는, 전동 차량(90)의 현재 위치의 검출 혹은 목적지까지의 루트 안내를 행하는 네비게이션 시스템(30)이 탑재되어 있다.
메인 배터리(10)에는 온도를 검출하는 온도 센서(61)가 장착되어 있다. 또한, 메인 배터리(10)에 접속된 플러스측, 마이너스측의 각 버스 바(11a, 12a)의 사이에는, 메인 배터리(10)의 전압을 검출하는 전압 센서(62)가 접속되어 있다. 메인 배터리(10)와 시스템 메인 릴레이(13)의 사이의 플러스측 버스 바(11a)에는 메인 배터리(10)의 충방전 전류를 검출하는 전류 센서(63)가 장착되어 있다. 또한, 냉각 팬(40)에는 모터(44)의 회전수를 검출하는 회전수 센서(64)가 장착되어 있고, 흡입 덕트(46)에는, 흡기 온도를 검출하는 온도 센서(66)가 장착되어 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 컨트롤 유닛(45)은 제어부(70)에 접속되고, 냉각 팬(40)은, 제어부(70)의 지령에 의해 구동된다. 이그니션 스위치(27), 온도 센서(61, 66), 전압 센서(62), 전류 센서(63), 회전수 센서(64), 차속 센서(65)도 제어부(70)에 접속되어 있어, 이그니션 스위치(27)의 온 동작 신호, 오프 동작 신호, 각 센서(61~66)의 검출 신호는 제어부(70)에 입력된다. 또한, 액셀(28)의 개방도, 브레이크(29)의 밞음량의 각 신호도 제어부(70)에 입력되도록 구성되어 있다. 제어부(70)는, 내부에 연산 처리, 신호 처리를 행하는 CPU(71)와, 제어 데이터, 제어용의 맵, 프로그램 등을 저장하는 메모리(72)를 구비하는 컴퓨터이다. 또한, 제어부(70)에는 다른 제어 장치로부터 엔진(20)이 동작하고 있는지 정지하고 있는지의 온/오프 신호가 입력된다.
이상과 같이 구성된 전동 차량(90)의 기본 동작에 대하여 간단하게 설명한다. 이그니션 스위치(27)가 온 동작되고, ECU가 기동되어 전동 차량이 Ready-ON 상태가 되면 시스템 메인 릴레이(13)가 온이 되며, 메인 배터리(10)의 직류 전력이 승압 컨버터(14)를 거쳐 인버터(15)로부터 각 모터 제너레이터(16, 18)로 공급된다. 여기서, 전동 차량(90)이 Ready-ON의 상태가 되는 것은, 전동 차량(90)이 시동되어, 전동 차량(90)의 ECU가 기동되어 있는 상태를 의미한다. 이하, 본 명세서에서는, 전동 차량(90)이 시동되는 것은 ECU가 기동되어 전동 차량(90)이 Ready-ON의 상태가 되는 것으로서 설명한다. 또한, 전동 차량(90)이 Ready-OFF의 상태가 되는 것은, 전동 차량(90)의 ECU가 정지되어 있는 상태를 의미한다.
각 모터 제너레이터(16, 18)로 전력이 공급되면, 제어부(70)는, 제 1 모터 제너레이터(16)를 시동하여, 엔진(20)을 시동한다. 엔진(20)의 출력은 동력 분배 기구(22)로 분배되어 출력의 일부는 제 1 모터 제너레이터(16)를 구동하고, 잔여의 출력은 모터로서 기능하는 제 2 모터 제너레이터(18)의 출력과 함께 동력 분배 기구(22)로부터 출력축(23)으로 출력되어, 차륜(26)을 회전시켜 전동 차량(90)을 주행시킨다. 제 1 모터 제너레이터(16)는 발전기로서 기능하고, 발전된 교류 전력은, 제 2 모터 제너레이터(18)의 구동 전력으로서 소비된다. 이 때, 메인 배터리(10)는 방전에 의해 제 2 모터 제너레이터(18)로 요구 전력을 공급한다. 한편, 제 1 모터 제너레이터(16)의 발전 전력이 제 2 모터 제너레이터(18)의 필요 전력보다 큰 경우, 발전된 잉여의 교류 전력은 인버터(15)로 직류로 변환된 후, 메인 배터리(10)에 충전된다. 전동 차량(90)이 감속할 때에는, 제 2 모터 제너레이터(18)는 발전기로서 기능하여 차륜(26)의 회전을 저하시킨다. 이 때 발전된 교류 전력은 인버터(15)로 직류 전력으로 변환되어 메인 배터리(10)에 충전된다.
냉각 팬(40)의 모터(44)의 회전수는 듀티 제어에 의해 조정된다. 듀티 제어는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터(44)에 인가하는 전압을 주기적으로 온·오프하고, 온·오프의 주기(P=온 시간+오프 시간)에 대한 온 시간의 비율((온 시간/(P=온 시간+오프 시간)))인 듀티를 변화시키는 제어 방식이다.
듀티 = 온 시간 / 주기 P = 온 시간 / (온 시간 + 오프 시간)------(식1)
듀티가 제로인 경우에는 모터(44)에 전압이 인가되지 않으므로 냉각 팬(40)은 구동되지 않고, 듀티가 100%(MAX 듀티)인 경우에는, 저압 버스 바(34, 35)의 전압이 그대로 모터(44)에 인가된다. 듀티가 제로와 100%의 사이에 있는 경우에는, 저압 버스 바(34, 35)의 전압에 듀티를 곱한 전압이 모터(44)에 인가되는 평균 전압이 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 모터(44)의 회전수와 듀티는 일정한 관계가 있으므로, 듀티 제어에 의해 듀티를 조정함으로써 모터(44)의 회전수, 즉, 냉각 팬(40)의 회전수를 원하는 회전수로 조정할 수 있다. 또한, 냉각 팬(40)의 회전수와 풍량의 사이에도 일정한 관계가 있으므로, 듀티를 조정함으로써, 냉각 팬(40)의 풍량을 원하는 풍량으로 조정할 수 있다. 냉각 팬(40)의 컨트롤 유닛(45)은 내부에 전류를 온·오프하는 스위칭 소자를 구비하고 있어, 제어부(70)로부터 입력되는 지령 듀티(D)에 따라 모터(44)로 공급하는 전류를 온·오프한다. 따라서, 지령 듀티(D)는, 냉각 팬(40)을 구동시키는 지령값이다.
제어부(70)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB), 온도 센서(66)에 의해 검출된 냉각 팬(40)의 흡기 온도와 온도 센서(61)로 검출한 메인 배터리(10)의 온도(TB)와의 온도차(ΔT), 차속 센서(65)로 검출한 차속(Vel) 등의 검지 파라미터에 따른 듀티 맵에 의거하여 냉각 팬(40)의 지령 듀티(D)를 결정하여, 컨트롤 유닛(45)에 출력한다. 듀티 맵으로서는, 다양한 것이 적용 가능하지만, 일례를 나타내면, 도 4와 같은 맵이 있다. 도 4에 나타내는 실선 s1은, 외기 온도가 상온 근방에서 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT)가 큰 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대한 지령 듀티(D)를 규정하는 기준선이다. 이 경우, 지령 듀티(D)는 도 4의 실선 s1에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 온도 T10까지는 제로, 메인 배터리(10)의 온도가 온도 T10에서 온도 T11까지의 사이는, 최소값(D1)(MIN)으로 설정된다. 최소값(D1)은, 듀티 제어에 의해 안정적으로 모터(44)의 회전수를 제어하기 위한 최소의 듀티이며, 예를 들면 10% 정도이다. 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 온도 T11을 초과하면 지령 듀티(D)는 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 상승에 따라 높아져, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 온도 T12에 도달하면 지령 듀티(D)는 최대값(D3)(MAX, 100% 듀티)이 된다. T10, T11, T12는, 메인 배터리(10)의 특성, 전지의 종류(니켈 수소 전지 혹은 리튬 이온 전지) 등에 따라 다양한 값을 취할 수 있지만, 일례를 나타내면, T10으로서는, 36℃ 정도, T11로서는 38℃ 정도, T12로서는 45℃ 정도가 생각된다.
지령 듀티(D)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB) 이외에, 전동 차량(90)의 차속(Vel) 등의 검지 파라미터를 반영하여 결정된다. 예를 들면, 전동 차량(90)의 차속(Vel)이 높은 경우에는, 필요 동력이 크고, 메인 배터리(10)의 입출력 전력이 커지므로, 지령 듀티(D)를 도 4의 실선 s1로부터 일점 쇄선 s2로 상승시킨다. 반대로 전동 차량(90)의 차속(Vel)이 낮은 경우에는, 필요 동력도 작고, 메인 배터리(10)의 입출력 전력이 그다지 커지지 않으므로, 지령 듀티(D)를 도 4의 실선 s1로부터 일점 쇄선 s3으로 저하시킨다. 이와 같이, 지령 듀티(D)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT)가 일정한 경우에도 전동 차량(90)의 차속(Vel) 등의 검지 파라미터에 의해 도 4의 일점 쇄선 s2와 s3의 사이의 해칭한 영역 A의 내에서 변화된다.
또한, 외기 온도가 높고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT)가 작은 경우에는, 메인 배터리(10)를 냉각하기 위하여 보다 많은 풍량이 필요해진다. 이 경우, 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대한 지령 듀티(D)를 규정하는 기준선은, 앞서 설명한 실선 s1보다 듀티를 높게 설정하는 실선 u1이 된다. 이 경우, 지령 듀티(D)는 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 온도 T10까지는 제로, 메인 배터리(10)의 온도가 온도 T10에서 온도 T21(T11보다 낮음)까지의 사이는, D2로 설정된다. D2는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT)가 작은 경우에, 메인 배터리(10)를 냉각하기 위하여 필요한 풍량을 공급할 수 있는 듀티이다. 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 온도 T21을 초과하면 지령 듀티(D)는 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 상승에 따라 높아져, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 온도 T22에 도달하면 지령 듀티(D)는 최대값(D3)(MAX, 100% 듀티)이 된다. 이 때, 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대한 지령 듀티의 상승 비율은, 앞서 설명한 실선 s1의 경우보다 커지고 있다. 그리고, 앞서 설명한 온도차(ΔT)가 큰 경우와 같이, 지령 듀티(D)는, 전동 차량(90)의 차속(Vel) 등에 의해 도 4의 이점 쇄선 u2와 u3의 사이의 해칭한 영역 B의 내에서 변화된다. T21, T22도 T10, T11, T12와 같이, 다양한 값을 취할 수 있지만, 일례를 나타내면, T21로서는 37℃ 정도, T22로서는 42℃ 정도가 생각된다.
제어부(70)는, 이상에서 설명한 바와 같은 듀티 맵에 의거하여 냉각 팬(40)의 지령 듀티(D)(냉각 팬(40)을 구동시키는 지령값)를 결정하여 컨트롤 유닛(45)에 출력한다. 따라서, 지령 듀티(D)는, 메인 배터리(10)의 온도, 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT), 차속(Vel), 그 외의 다양한 검출 파라미터에 따라 다양하게 변화된다.
이어서, 도 5, 도 6을 참조하여 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템(80)의 동작에 대하여 설명한다. 제어부(70)는, 전동 차량(90)이 Ready-ON 상태(전동 차량(90)이 시동되어, ECU가 기동되어 있는 상태)가 되면, 도 5의 단계 S101에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(61)에 의해 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 제 1 소정 온도(T0)와 비교한다. 여기서, 제 1 소정 온도(T0)는 메인 배터리(10)의 냉각이 필요 없는 온도이며, 반대로 냉각 팬(40)을 구동하여 메인 배터리(10)의 냉각을 행하면 과냉각이 될 우려가 있는 온도이다. 제 1 소정 온도(T0)로서는, 예를 들면 36℃ 정도의 온도이다.
메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만인 경우, 제어부(70)는, 단계 S101에서 YES라고 판단하여 도 5의 단계 S102, S103으로 진행되고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 이상이 될 때까지 대기한다. 그리고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0)까지 상승하면 도 5의 단계 S103에서 YES라고 판단하여 도 5의 단계 S104로 진행되어, 냉각 팬(40)을 소정 기간, 일정 듀티로 구동하는 일정 듀티 제어를 행하고, 단계 S105로 진행되어 냉각 팬(40)의 이상의 유무를 검출하는 이상 검출 처리를 실행한다.
이상 검출 처리는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어하고 있는 소정 기간 동안에, 도 1에 나타내는 회전수 센서(64)에 의해 모터(44)의 실회전수, 즉, 냉각 팬(40)의 실회전수를 검출하여, 지령 듀티(D)에 의거하는 일정한 목표 회전수와 실회전수를 비교하고, 그 차 혹은 그 차의 절대값이 소정의 임계값 이상인 경우에는, 냉각 팬(40)에 이상이 발생하고 있다고 판단하여 팬 이상 신호를 예를 들면 다이어그노스틱 시스템 등에 출력하고, 그 차가 소정의 임계값 미만인 경우에는, 냉각 팬(40)에 이상은 없다고 판단하여 팬 정상 신호를 예를 들면 다이어그노스틱 시스템 등에 출력하는 처리이다. 여기서, 소정 기간이란, 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티에 의거하는 목표 회전수와의 차이를 판단 가능할 수 있을 정도의 기간이며, 예를 들면, 몇 십초에서 몇 분 정도의 시간이다.
또한, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 이상인 경우, 제어부(70)는, 단계 S101에서 NO라고 판단하여 도 5의 단계 S107로 진행되어, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만인지 여부를 판단한다. 여기서, 제 2 소정 온도(T1)는, 지령 듀티(D)를 일정하게 하여 냉각 팬(40)을 구동해도 메인 배터리(10)에 영향을 미치지 않는 온도이며, 예를 들면 40℃ 정도의 온도이다. 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만인 경우, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S107에서 YES라고 판단하여 도 5의 단계 S104로 진행되어, 냉각 팬(40)을 소정 기간, 일정 듀티로 구동하는 일정 듀티 제어를 행하고, 단계 S105로 진행되어 냉각 팬(40)의 이상의 유무를 검출하는 이상 검출 처리를 실행한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제어부(70)는, Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 이상이며 제 2 소정 온도(T1) 미만인 경우에, 도 5의 단계 S104에 나타내는 바와 같이 냉각 팬(40)을 소정 기간, 일정 듀티로 구동하는 일정 듀티 제어를 행하고, 단계 S105로 진행되어 냉각 팬(40)의 이상의 유무를 검출하는 이상 검출 처리를 실행하고, Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 이상인 경우에는, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 금지하고 도 5의 단계 S108로 진행된다.
Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 이상이며 제 4 소정 온도(T3) 미만인 경우, 제어부(70)는 도 5의 단계 S108에서 YES라고 판단하여 도 5의 단계 S109로 진행되고, 도 4에 나타내는 듀티 맵 중에서, 외기 온도가 상온 근방에서 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT)가 큰 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대한 지령 듀티(D)를 규정하는 영역 A(통상 듀티 맵) 내에서 지령 듀티(D)를 변화시키는 가변 듀티 제어를 행하여 냉각 팬(40)을 구동한다. 한편, Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 4 소정 온도(T3) 이상인 경우, 도 5의 단계 S108에서 NO라고 판단하여 도 5의 단계 S110로 진행되고, 도 4에 나타내는 듀티 맵 중에서, 외기 온도가 높고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)와 냉각 팬(40)의 흡기 온도와의 온도차(ΔT)가 작은 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대한 지령 듀티(D)를 규정하는 영역 B(고(高)듀티 맵)의 내에서 지령 듀티(D)를 변화시키는 가변 듀티 제어를 이용하여 냉각 팬(40)을 구동한다. 여기서, 제 4 소정 온도(T3)는, 메인 배터리(10)를 급속하게 냉각하는 것이 필요한 온도이며, 예를 들면 45℃ 정도의 온도여도 된다. 또한, 제 3 소정 온도(T2)에 대해서는, 이후에 도 6을 참조하여 설명한다.
제어부(70)는, 도 5의 단계 S109, S110에서 지령 듀티를 도 4에 나타내는 듀티 맵에 의거하여 변경하는 가변 듀티 제어를 개시하면, 도 5의 단계 S101로 되돌아가, 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 감시한다. 그리고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 4 소정 온도(T3) 미만이 되면, 고듀티 맵으로부터 통상 듀티 맵에 의한 가변 듀티 제어로 이행되고, 또한 메인 배터리(10)의 온도가 제 2 소정 온도(T1) 미만이 되면, 도 5의 단계 S107에서 YES라고 판단해 도 5의 단계 S104로 점프하여 냉각 팬(40)을 소정 기간, 일정 듀티로 구동하는 일정 듀티 제어를 행하고, 단계 S105로 진행되어 냉각 팬(40)의 이상 검출 처리를 행한다.
제어부(70)는, 도 5의 단계 S105에서 냉각 팬(40)의 이상 검출 처리를 행하면, 도 5의 단계 S106으로 진행되고, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여, 도 5의 플로우 차트에 나타내는 동작을 종료한다. 또한, 제어부(70)는, 도 5의 플로우 차트에 나타내는 동작을 실행 중에, 이그니션 스위치(27)가 오프 동작되어 ECU가 정지되고, Ready-OFF 상태가 된 경우에는, 도 5의 플로우 차트의 실행을 중단하여 동작을 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템은, Ready-ON일 때의 메인 배터리의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만인 경우에는 메인 배터리(10)의 온도가 제 1 소정 온도(T0)에 도달한 후에 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어하여 이상 검출 처리를 행하고, Ready-ON일 때의 메인 배터리의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 이상, 또한, 제 2 소정 온도(T1) 미만인 경우에는, Ready-ON의 직후에 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어하여 이상 검출 처리를 행한다. 그리고, 이상 검출 처리를 행한 후에 냉각 팬(40)의 제어를 가변 듀티 제어로 한다. 또한, Ready-ON일 때의 메인 배터리의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 이상인 경우에는, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 금지하고 냉각 팬(40)을 가변 듀티 제어로 하여 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 감시하여, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만으로 저하되면 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어하여 이상 검출 처리를 행하고, 이상 검출 처리를 행한 후, 냉각 팬(40)의 제어를 가변 듀티 제어로 한다. 그리고, 이그니션 스위치(27)가 오프 동작되어 ECU가 정지되고, Ready-OFF 상태가 되면 동작을 정지한다.
이어서, 도 5의 단계 S104의 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어에 대하여 도 6을 참조하여 자세하게 설명한다.
냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0)보다 낮은 온도로부터 상승하여 처음으로 제 1 소정 온도(T0)를 초과한 경우 등의 특정의 조건을 충족시킨 경우에는 소정 시간만큼 지령 듀티(D)를 도 4에 나타낸 듀티 맵 중 최소값(D1) 일정으로 하고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2)보다 높은 경우(TB>T2)에는 소정 기간만큼 지령 듀티(D)를 도 4에 나타내는 듀티 맵 상의 최대값(D3) 일정으로 하고, 특정의 조건을 충족시키지 않고, 또한, 메인 배터리(10)의 온도가 제 3 소정 온도(T2) 이하인 경우에는, 소정 기간만큼 지령 듀티(D)를 도 4에 나타내는 듀티 맵 중 최대값(D3)과 최소값(D1)의 중간의 중간값(DM) 일정으로 하고, 냉각 팬(40)을 각 소정 기간 동안 일정한 회전수로 회전시키는 처리이다. 또한, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0)보다 낮은 온도로부터 상승하여 처음으로 제 1 소정 온도(T0)를 초과한 경우 등의 특정의 조건을 충족시킨 경우의 지령 듀티(D)는 최소값(D1)에 한정되지 않고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대응하는 가변 듀티 제어일 때의 지령값보다 작은 값이면, 최소값(D1)보다 조금 큰 값으로 해도 된다. 또한, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2)보다 높은 경우(TB>T2)의 지령 듀티(D)는 최대값(D3)에 한정되지 않고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)에 대응하는 가변 듀티 제어일 때의 지령값보다 큰 값이면, 최대값(D3)보다 조금 작은 값으로 해도 된다.
제어부(70)는, 도 6의 단계 S201~단계 S207에 있어서 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다. 도 6의 단계 S201에 나타내는 바와 같이, 제어부(70)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만으로부터 상승하여 처음으로 제 1 소정 온도(T0)을 초과하였는지 여부를 판단한다. 제어부(70)는, 도 6의 단계 S201의 조건을 충족시킨다고 판단한 경우, 단계 S201로부터 단계 S211로 점프하여, 지령 듀티(D)를 소정 기간 동안, 도 4에 나타내는 듀티 맵 중 최소값(D1)으로 유지한다. 이에 따라, 냉각 팬(40)은 일정한 목표 회전수(최저 회전수)로 회전하도록 제어된다.
제어부(70)는, 도 6의 단계 S201에서 NO라고 판단한 경우, 즉, 단계 S201에서 특정의 조건 중 하나를 충족시키지 않는다고 판단한 경우, 도 6의 단계 S202로 진행되어, 다음의 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다.
제어부(70)는, 도 1에 나타내는 전압 센서(62)에 의해 검출된 메인 배터리(10)의 전압과 전류 센서(63)에 의해 검출된 메인 배터리(10)의 전류로부터 메인 배터리(10)로의 입력 전력(Win)을 계산한다. 그리고, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S202에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)로의 입력 전력(Win)이 소정의 임계값(Win_Lo)보다 작은 경우, 즉, 메인 배터리(10)로의 충전 전력이 소정의 임계값보다 작은 경우에는, 메인 배터리(10)의 온도 상승도 작으므로, 냉각 팬(40)의 풍량은 적어도 된다고 판단해 단계 S211로 점프하여, 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 또한, 제어부(70)는, 메인 배터리(10)로의 입력 전력(Win)이 소정의 임계값(Win_Lo) 이상인 경우에는, 단계 S202에서 NO라고 판단하고, 단계 S203으로 진행되어, 다음의 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다.
제어부(70)는, 도 6의 단계 S202와 같이, 전압 센서(62)에 의해 검출된 메인 배터리(10)의 전압과 전류 센서(63)로 검출한 메인 배터리(10)의 전류로부터 메인 배터리(10)로부터 출력되는 출력 전력(Wout)을 계산하고, 도 6의 단계 S203에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)로부터의 출력 전력(Wout)이 소정의 임계값(Wout_Lo)보다 작은 경우, 즉, 메인 배터리(10)의 출력 전력이 소정의 임계값보다 작은 경우에는, 메인 배터리(10)의 온도 상승도 작으므로, 냉각 팬(40)의 풍량은 적어도 된다고 판단해 단계 S211로 점프하여, 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 또한, 제어부(70)는, 메인 배터리(10)로부터의 출력 전력(Wout)이 소정의 임계값(Wout_Lo) 이상인 경우에는, 단계 S203에서 NO라고 판단하고, 단계 S204로 진행되어, 다음의 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다.
제어부(70)는, 도 6의 단계 S204에 나타내는 바와 같이, 차속(Vel)이 소정의 임계값(Vel_Lo)보다 작은 경우, 즉, 전동 차량(90)의 차속(Vel)이 소정의 임계값보다 느린 경우에는, 메인 배터리(10)의 온도 상승도 작으므로, 냉각 팬(40)의 풍량은 적어도 된다고 판단해 단계 S211로 점프하여, 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 또한, 제어부(70)는, 차속(Vel)이 소정의 임계값(Vel_Lo) 이상인 경우에는, 단계 S204에서 NO라고 판단하고, 단계 S205로 진행되어, 다음의 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다.
제어부(70)는, 도 6의 단계 S205에 나타내는 바와 같이, 액셀 개방도(Acc)가 소정의 임계값(Acc_Lo)보다 작은 경우, 즉, 액셀(28)의 밟음량이 적어, 전동 차량(90)의 요구 구동력이 작은 경우에는, 메인 배터리(10)의 온도 상승도 작으므로, 냉각 팬(40)의 풍량은 적어도 된다고 판단해 단계 S211로 점프하여, 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 또한, 제어부(70)는, 액셀 개방도(Acc)가 소정의 임계값(Acc_Lo) 이상인 경우에는, 단계 S205에서 NO라고 판단하고, 단계 S206으로 진행되어, 다음의 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다. 또한, 브레이크(29)의 밟음량이 적어, 전동 차량(90)의 회생 전력이 작은 경우에도 메인 배터리(10)의 온도 상승이 작아지므로, 냉각 팬(40)의 풍량은 적어도 된다고 판단해 단계 S211로 점프하여 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다.
제어부(70)는, 다른 제어 장치로부터 입력되는 엔진(20)의 온/오프 상태의 신호가 엔진(20) 온의 신호인 경우, 도 6의 단계 S206에서 엔진(20)이 온으로 되어 있다고 판단하여 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 엔진(20)이 온으로 되어 있는 경우에는, 전동 차량(90)의 요구 동력이 커진 경우에, 필요 동력이 엔진(20)으로부터 출력되므로, 메인 배터리(10)의 출력 전력은 그다지 커지지 않으므로, 메인 배터리(10)의 온도 상승도 작아, 냉각 팬(40)의 풍량은 적어도 된다. 이 때문에, 제어부(70)는, 단계 S206에서 엔진(20)이 온으로 되어 있다고 판단하면 단계 S211로 점프하여, 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 또한, 제어부(70)는, 다른 제어 장치로부터 입력되는 엔진(20)의 온/오프 상태의 신호가 엔진(20) 오프의 신호인 경우에는, 단계 S206에서 NO라고 판단하고, 단계 S207로 진행되어, 다음의 특정의 조건을 충족시키는지 여부를 판단한다.
제어부(70)는, 전동 차량(90)의 탑재된 네비게이션 시스템(30)으로부터 전동 차량(90)의 주행 루트 중의 구배(Inc)의 데이터를 취득하여, 주행 루트 중의 구배(Inc)가 소정의 임계값(Inc_LO)보다 작은 경우에는, 급한 오르막에 의한 요구 출력의 증대나 급한 내리막에 의한 회생 전력의 증대의 가능성이 적다고 판단해, 단계 S211로 점프하여, 앞서 설명한 바와 같이, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 한다. 한편, 주행 루트 중의 구배(Inc)가 소정의 임계값(Inc_LO) 이상인 경우에는, 급한 오르막에 의한 요구 출력의 증대나 급한 내리막에 의한 회생 전력의 증대의 가능성이 있다고 판단하여, 단계 S211로 점프하지 않고 다음 단계 S208로 진행된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제어부(70)는, 도 6에 나타내는 단계 S201~S207에 있어서, (1) 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만으로부터 상승하여 처음으로 T0을 넘었다, (2) 메인 배터리(10)의 입출력 전력이 작다, (3) 차속(Vel), 액셀 개방도(Acc), 주행 루트 중의 구배가 작아 메인 배터리(10)의 입출력 전력이 작다, (4) 엔진(20)이 온으로 되어 있어 메인 배터리(10)의 입출력 전력이 작다고 하는 특정의 조건이 충족되는지 여부를 판단하고, 특정의 조건 중 어느 하나가 충족되고 있는 경우에는, 단계 S211로 점프하여, 소정 기간, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 유지한다. 이에 따라, 소음에 의해 사용자를 불쾌하게 하지 않고, 또한, 냉각 팬(40)을 구동하는 것에 의한 전력 소비를 억제할 수 있다.
제어부(70)는, 단계 S201∼S207에서 특정의 조건을 하나도 충족시키지 않는다고 판단한 경우에는, 도 6의 단계 S208로 진행되어, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2)보다 높은지 여부를 판단한다. 제 3 소정 온도(T2)는, 제 1 소정 온도(T0) 이상이고, 또한, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 금지하는 제 2 소정 온도(T1) 미만의 온도이다. 제 2 소정 온도(T1)는, 가변이지만, 일례로서, 40℃로 해도 된다. 또한, T0을 36℃로 한 경우, 제 3 소정 온도(T2)는, 36℃ 이상, 40℃ 미만의 온도이며, 예를 들면 38℃로 할 수 있다.
제어부(70)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2)를 초과하고 있는 경우, 예를 들면, 메인 배터리(10)의 온도가 제 1 소정 온도(T0)(36℃) 이상, 제 2 소정 온도(T1)(40℃) 미만이고, 또한, 제 3 소정 온도(T2)(38℃)를 초과하고 있는 경우인 39℃의 경우, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208에서 YES라고 판단하여 도 6의 단계 S209로 진행된다. 단계 S209에서, 제어부(70)는, 지령 듀티(D)를 도 4의 듀티 맵에 나타내는 최대값(D3) 일정으로 유지한다. 이에 따라, 냉각 팬(40)은 일정한 목표 회전수(최고 회전수)로 회전하도록 제어된다. 이와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 높은 경우에는, 냉각 팬(40)을 최고 회전 속도로 구동하여 이차 전지를 효과적으로 냉각하여, 이차 전지의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 제어부(70)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2) 이하인 경우, 예를 들면, 메인 배터리(10)의 온도가 제 1 소정 온도(T0)(36℃) 이상, 제 2 소정 온도(T1)(40℃) 미만이고, 또한, 제 3 소정 온도(T2)(38도) 이하인 37℃의 경우, 도 6의 단계 S208에서 NO라고 판단하여 도 6의 단계 S210으로 진행된다. 단계 S210에서, 제어부(70)는, 지령 듀티(D)를 도 4의 듀티 맵에 나타내는 최대값(D3)과 최소값(D1)의 사이의 중간값(DM) 일정으로 유지한다. 이에 따라, 냉각 팬(40)은 일정한 목표 회전수(중간 회전수)로 회전하도록 제어된다. 이와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2)를 초과할 정도로 높지 않은 경우에는, 냉각 팬(40)을 중간 회전 속도로 구동하여 냉각 팬(40)을 구동하는 전력 소비를 억제하면서, 이차 전지를 냉각할 수 있다.
제어부(70)는, 도 6에 나타내는 단계 S209, S210, S211 중 어느 단계에서 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어 처리의 루틴을 종료한다.
이상, 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 기본 동작과 이상 검출 처리에 대하여 설명하였지만, 이어서 Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 다양한 경우의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작의 구체예에 대하여 도 7a~도 10b를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 7a, 도 7b를 참조하여 Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만인 경우의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 도 7a, 도 7b의 시각 t0에 이그니션 스위치(27)가 온 동작되어 ECU가 기동되고, Ready-ON 상태가 된다. 시각 t0의 직전에서는 이그니션 스위치(27)는 Ready-OFF에서, ECU, 전동 차량(90), 냉각 팬(40)은 정지하고 있고, 냉각 팬(40)의 회전수는 제로이다. 또한, 시각 t0의 직전에서는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 1 소정 온도(T0)보다 낮은 온도(Ta)이다. 또한, 도 7a에 나타내는 실선 a는 냉각 팬(40)의 회전수(R)의 시간 변화를 나타내는 선이며, 도 7b에 나타내는 실선 b는 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 시간 변화를 나타내는 선이다.
제어부(70)는, 시각 t0에 Ready-ON의 상태가 되면, 도 5의 단계 S101에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(61)에 의해 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 제 1 소정 온도(T0)와 비교한다. 도 7a, 도 7b의 경우, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 1 소정 온도(T0) 미만의 온도(Ta)이기 때문에, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S101에서 YES라고 판단하여, 도 5의 단계 S102, S103으로 진행되고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 이상이 될 때까지 대기한다. 시각 t0에 이그니션 스위치(27)가 온 동작되어 Ready-ON이 되면 전동 차량(90)은 주행 가능한 상태가 된다. 시각 t0에서 전동 차량(90)이 주행을 개시하면, 메인 배터리(10)는, 제 2 모터 제너레이터(18)로 전력을 공급하기 때문에 방전되거나, 제 1 모터 제너레이터(16)의 발전 전력이 충전되거나 하므로, 도 7b에 나타내는 실선 b에 나타내는 바와 같이, 그 온도(TB)가 점차 상승한다. 그리고, 도 7b에 나타내는 시각 t1에 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0)까지 상승하여, TB=T0이 되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S103에서 YES라고 판단하여 도 5의 단계 S104로 진행되어, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 행한다.
도 7b에 나타내는 경우, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 시각 t0에서 제 1 소정 온도(T0)보다 낮은 Ta이며, 그 후, 온도(TB)가 도 7b의 시각 t0으로부터 시각 t1을 향해 제 1 소정 온도(T0)까지 상승하고 있으므로, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S201에서 YES라고 판단해, 단계 S211로 점프하여 도 7a에 나타내는 소정 기간(Δt) 동안, 지령 듀티(D)를 최소값(D1) 일정으로 한다. 도 7a에 나타내는 바와 같이, 소정 기간(Δt) 동안, 냉각 팬(40)은 회전수(R0)(최소 회전수)로 제어된다. 제어부(70)는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하고, 도 5의 단계 S105로 되돌아가, 소정 기간(Δt) 동안에 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티(D)에 의거하는 목표 회전수와의 차이에 의해 냉각 팬(40)의 이상의 유무의 검출을 행하는 이상 검출 처리를 행한다.
도 7a, 도 7b의 시각 t2에 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리가 종료되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S106으로 진행되어 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램의 동작을 종료한다. 이에 따라, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 회전수는 메인 배터리(10)의 온도 등에 따라 다양하게 변화된다. 한편, 메인 배터리(10)의 온도는, 통상 운전 온도(TS)의 근방으로 제어된다.
이어서, 도 8a, 도 8b를 참조하여 Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 이상이고, 또한, 제 3 소정 온도(T2) 이하인 경우의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 도 8a, 도 8b의 시각 t0은, 도 7a, 도 7b와 같이, 이그니션 스위치(27)가 온 동작되어 Ready-ON 상태가 되는 시각이다. 도 8b에 나타내는 바와 같이, 시각 t0의 직전에서는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 1 소정 온도(T0) 이상이며 제 3 소정 온도(T2) 이하의 온도(Tb)이다. 또한, 제 3 소정 온도(T2)는 제 2 소정 온도(T1) 미만이며, 도 8b에서는, T0<TB<T2<T1의 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 8a에 나타내는 실선 c는, 도 6을 참조하여 설명한 일정 듀티 제어일 때에 특정의 조건을 하나도 충족시키지 않는 경우의 냉각 팬(40)의 회전수(R)의 시간 변화를 나타내는 선이며, 일점 쇄선 d는 특정의 조건 중 어느 하나를 충족시키는 경우의 냉각 팬(40)의 회전수(R)의 시간 변화를 나타내고, 도 8b에 나타내는 실선 e는, 특정의 조건을 하나도 충족시키지 않는 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 시간 변화를 나타내는 선이며, 도 8b에 나타내는 일점 쇄선 f는, 특정의 조건 중 어느 하나를 충족시키는 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 시간 변화를 나타내는 선이다.
제어부(70)는, 시각 t0에 Ready-ON이 되면, 도 5의 단계 S101에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(61)에 의해 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 제 1 소정 온도(T0)와 비교한다. 도 8a, 도 8b의 경우, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 1 소정 온도(T0)와 제 3 소정 온도(T2)의 사이의 온도(Tb)이기 때문에, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S101에서 NO라고 판단하여, 도 5의 단계 S107로 진행된다. 도 8b에 나타내는 바와 같이, 온도(TB)는 제 2 소정 온도(T1)보다 낮은 온도이기 때문에, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S107에서 YES라고 판단하고, 도 5의 단계 S104로 진행되어, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 행한다.
제어부(70)는, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 플로우 차트에 따라 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어한다. 도 8a, 도 8b에 나타내는 경우, 메인 배터리(10)의 초기 온도는 제 1 소정 온도(T0)보다 높고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만으로부터 상승하여 처음으로 제 1 소정 온도(T0)를 초과한 것은 아니다. 따라서, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S201에서 NO라고 판단하고, 도 6의 단계 S202~S207의 YES 또는 NO의 판단을 행한다. 그리고, 메인 배터리(10)의 입출력 전력이 작거나(단계 S202, S203), 차속(Vel), 액셀 개방도(Acc), 주행 루트 중의 구배가 작거나(단계 S204, S205, S207), 엔진(20)이 온으로 되어 있거나(단계 S207)하는 특정의 조건 중 어느 하나가 충족되는 경우에는, 단계 S202~S207 중 어느 하나의 단계에서 YES라고 판단해 단계 S211로 점프하여, 소정 기간(Δt) 동안, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 유지하여 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어한다. 이 때, 냉각 팬(40)은, 도 7a의 경우와 같이, 도 8a의 일점 쇄선 d에 나타내는 바와 같이 최소 회전수인 회전수(R0)로 구동된다. 이 사이, 도 8b의 일점 쇄선 f에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는 조금씩 상승한다. 제어부(70)는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하고, 도 5의 단계 S105로 되돌아가, 소정 기간(Δt) 동안에 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티(D)에 의거하는 목표 회전수와의 차이에 의해 냉각 팬(40)의 이상의 유무의 검출을 행하는 이상 검출 처리를 행한다.
그리고, 소정 기간(Δt)이 경과하는 시각 t3에 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리가 종료되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S106으로 진행되어, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램의 동작을 종료한다. 시각 t3 이후, 도 8a의 일점 쇄선 d에 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 회전수는 메인 배터리(10)의 온도 등에 따라 다양하게 변화된다. 또한, 도 8b의 일점 쇄선 f에 나타내는 바와 같이, 시각 t3 이후, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 통상 운전 온도(TS)의 근방으로 제어된다.
한편, 도 6의 단계 S202~S207 중 어느 단계에서도 NO라고 판단한 경우, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208로 진행되어, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2) 이상인지 여부를 판단한다. 도 8b에 나타내는 바와 같이, Ready-ON이 되었을 때의 메인 배터리(10)의 온도는, 제 3 소정 온도(T2)보다 낮은 Tb이기 때문에, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208에서 NO라고 판단해 도 6의 단계 S210으로 점프하여, 지령 듀티를 최소값(D1)과 최대값(D3)의 사이의 중간값(DM) 일정으로 유지하여 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 행한다. 이 때, 냉각 팬(40)은, 도 8a의 실선 c로 나타내는 바와 같이, 최소 회전수인 회전수(R0)보다 높게 최대 회전수의 회전수(R3)보다 작은 회전수(R1)로 구동된다. 이 사이, 도 8b의 실선 e로 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는 조금씩 상승한다. 또한, 냉각 팬(40)의 회전수(R)가 최소의 회전수(R0)보다 높은 회전수(R1)로 되어 있으므로, 메인 배터리(10)의 온도 상승은, 회전수(R)가 R0인 경우보다 완만하게 되어 있다. 제어부(70)는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하고, 도 5의 단계 S105로 되돌아가, 소정 기간(Δt) 동안에 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티(D)에 의거하는 목표 회전수와의 차이에 의해 냉각 팬(40)의 이상의 유무의 검출을 행하는 이상 검출 처리를 행한다.
그리고, 앞서 서술한 바와 같이, 소정 기간(Δt)이 경과하는 시각 t3에 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리가 종료되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S106으로 진행되어, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램의 동작을 종료한다. 시각 t3 이후, 도 8a의 실선 c에 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 회전수는 메인 배터리(10)의 온도 등에 따라 다양하게 변화되고, 도 8b의 실선 e에 나타내는 바와 같이, 시각 t3 이후, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 통상 운전 온도(TS)의 근방으로 제어된다.
이어서, 도 9a, 도 9b를 참조하여 Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2)를 초과하고, 또한, 제 2 소정 온도(T1) 미만인 경우의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 도 9a, 도 9b의 시각 t0은, 도 7a, 도 7b와 같이, 이그니션 스위치(27)가 온 동작되어 ECU가 시동되고, Ready-ON 상태가 되는 시각이다. 도 9b에 나타내는 바와 같이, 시각 t0의 직전에서는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 3 소정 온도(T2)를 초과하고, 제 2 소정 온도(T1) 미만의 온도(Tc)이다. 도 9b에서는, T2<TB<T1의 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 9a에 나타내는 실선 g는, 도 6을 참조하여 설명한 일정 듀티 제어일 때에 특정의 조건을 하나도 충족시키지 않는 경우(단계 S201~S207에 있어서 모두 NO라고 판단하는 경우)의 냉각 팬(40)의 회전수(R)의 시간 변화를 나타내는 선이며, 일점 쇄선 h는 특정의 조건 중 어느 하나를 충족시키는 경우의 냉각 팬(40)의 회전수(R)의 시간 변화를 나타낸다. 또한, 도 9b에 나타내는 실선 i는, 특정의 조건을 하나도 충족시키지 않는 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 시간 변화를 나타내는 선이며, 도 9b에 나타내는 일점 쇄선 j는, 특정의 조건 중 하나를 충족시키는 경우의 메인 배터리(10)의 온도(TB)의 시간 변화를 나타내는 선이다.
제어부(70)는, 시각 t0에 Ready-ON이 되면, 도 5의 단계 S101에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(61)에 의해 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 제 1 소정 온도(T0)와 비교한다. 도 9a, 도 9b의 경우, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 1 소정 온도(T0)보다 높고, 제 3 소정 온도(T2)와 제 2 소정 온도(T1)의 사이의 온도(Tc)이기 때문에, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S101에서 NO라고 판단하고, 도 5의 단계 S107에서 YES라고 판단하여, 도 5의 단계 S104로 진행되어, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 행한다.
제어부(70)는, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 플로우 차트에 따라 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어한다. 도 8a, 도 8b의 경우와 같이, 도 9a, 도 9b에 나타내는 경우, 메인 배터리(10)의 초기 온도는, 제 1 소정 온도(T0)보다 높고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 1 소정 온도(T0) 미만으로부터 상승하여 처음으로 제 1 소정 온도(T0)를 초과한 것은 아니다. 따라서, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S201에서 NO라고 판단하고, 도 6의 단계 S202에서 S207의 YES 또는 NO의 판단을 행한다. 그리고, 도 8a, 도 8b의 경우와 같이, 단계 S202~S207 중 어느 하나의 단계에서 YES라고 판단한 경우에는 단계 S211로 점프하여, 소정 기간(Δt) 동안, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 유지하여 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 행한다. 이 때, 냉각 팬(40)은, 도 8a의 경우와 같이, 도 9a의 일점 쇄선 h에 나타내는 바와 같이 최소 회전수인 회전수(R0)로 구동된다. 이 사이, 도 9b의 일점 쇄선 j에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는 거의 변화되지 않거나, 조금 상승한다. 제어부(70)는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하고, 도 5의 단계 S105로 되돌아가, 소정 기간(Δt) 동안에 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티(D)에 의거하는 목표 회전수와의 차이에 의해 냉각 팬(40)의 이상의 유무의 검출을 행하는 이상 검출 처리를 행한다.
그리고, 소정 기간(Δt)이 경과하는 시각 t3에 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리가 종료되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S106으로 진행되어, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램의 동작을 종료한다. 시각 t3에 있어서, 메인 배터리(10)의 온도는 통상 운전 온도(TS)보다 높은 온도(Tc) 근방이므로, 도 9a의 일점 쇄선 h로 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 회전수는 시각 t3 이후 상승한다. 또한, 시각 t3 이후 냉각 팬(40)의 회전수(R)가 상승하므로, 도 9b의 일점 쇄선 j에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 통상 운전 온도(TS)를 향해 저하되고, 그 후, 통상 운전 온도(TS)의 근방으로 제어된다.
한편, 도 6의 단계 S202~S207 중 어느 단계에서도 NO라고 판단한 경우, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208로 진행되어, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2) 이상인지 여부를 판단한다. 도 9b에 나타내는 바와 같이, Ready-ON이 되었을 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 3 소정 온도(T2)보다 높은 Tc이기 때문에, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208에서 YES라고 판단해 도 6의 단계 S209로 점프하여, 지령 듀티를 최대값(D3) 일정으로 유지하여 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 행한다. 이 때, 냉각 팬(40)은, 도 9a의 실선 g에 나타내는 바와 같이, 최대 회전수의 회전수(R2)로 구동된다. 냉각 팬(40)이 최대 회전수의 회전수(R2)로 구동되면 풍량도 커지므로, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 도 9b의 실선 i에 나타내는 바와 같이 온도(Tc)로부터 저하된다. 이와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 높은 경우에, 냉각 팬(40)을 최고 회전 속도로 구동하여 이차 전지를 효과적으로 냉각하여, 이차 전지의 열화를 억제할 수 있다. 제어부(70)는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하고, 도 5의 단계 S105로 되돌아가, 소정 기간(Δt) 동안에 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티(D)에 의거하는 목표 회전수와의 차이에 의해 냉각 팬(40)의 이상의 유무의 검출을 행하는 이상 검출 처리를 행한다.
그리고, 앞서 서술한 바와 같이, 소정 기간(Δt)이 경과하는 시각 t3에 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리가 종료되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S106으로 진행되어, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램의 동작을 종료한다. 시각 t3 이후, 도 9a의 실선 g에 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 회전수는 메인 배터리(10)의 온도 등에 따라 다양하게 변화되고, 도 9b의 실선 i에 나타내는 바와 같이, 시각 t3 이후, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 통상 운전 온도(TS)의 근방으로 제어된다.
이어서, 도 10a의 일점 쇄선 m, 도 10b의 일점 쇄선 o를 참조하여 Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 이상이며 제 4 소정 온도(T3) 미만의 온도(Td)인 경우의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 도 10a, 도 10b의 시각 t0은, 도 7a, 도 7b와 같이, 이그니션 스위치(27)가 온 동작되어 Ready-ON 상태가 되는 시각이다.
제어부(70)는, 시각 t0에 Ready-ON이 되면, 도 5의 단계 S101에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(61)에 의해 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 검출하여, 제 1 소정 온도(T0)와 비교한다. 지금, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 제 2 소정 온도(T1) 이상이며 제 4 소정 온도(T3) 미만의 Td이기 때문에, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S101, S107에서 NO라고 판단하고, 도 5의 단계 S108에서 YES라고 판단해, 도 5의 단계 S109로 진행되어, 냉각 팬(40)을 도 4에 나타내는 듀티 맵의 영역 A 중에서 가변 듀티 제어한다. 메인 배터리(10)의 온도(TB)는 통상 운전 온도(TS)보다 높은 온도이므로, 제어부(70)는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 통상 운전 온도(TS)로 하도록 지령 듀티(D)를 큰 값으로 한다. 이에 따라, 냉각 팬(40)의 회전수는, 비교적 높은 회전수가 되고, 풍량도 크므로, 시각 t0 이후, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는 통상 운전 온도(TS)를 향해 저하된다. 이 사이, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S101에서 S109를 반복하고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)를 감시하면서 냉각 팬(40)을 가변 듀티 제어한다.
도 10b의 시각 t4에 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만까지 저하되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S107에서 YES라고 판단해 도 5의 단계 S104로 점프하여 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 행한다.
제어부(70)는, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 플로우 차트에 따라 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 행한다. 앞서 설명한 바와 같이, 도 6의 단계 S202~S207 중 어느 단계에서도 NO라고 판단한 경우, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208로 진행되어, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 3 소정 온도(T2) 이상인지 여부를 판단한다. 도 10b의 일점 쇄선 o에 나타내는 바와 같이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는 제 2 소정 온도(T1)보다 높은 온도로부터 제 2 소정 온도(T1) 미만으로 저하된 직후이며, 제 3 소정 온도(T2)보다 높게 되어 있다. 따라서, 제어부(70)는, 도 6의 단계 S208에 있어서 YES라고 판단해 도 6의 단계 S209로 진행되어, 지령 듀티를 최대값(D3) 일정으로 유지하여 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어한다. 이 때, 냉각 팬(40)의 회전수는, 도 10a의 일점 쇄선 m에 나타내는 바와 같이, 최대 회전수의 회전수(R2)까지 급상승한다. 냉각 팬(40)이 최대 회전수의 회전수(R2)로 구동되어, 풍량이 크므로, 이 사이, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 도 10b의 일점 쇄선 o에 나타내는 바와 같이 제 2 소정 온도(T1)로부터 저하된다. 제어부(70)는, 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 하면, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하고, 도 5의 단계 S105로 되돌아가, 소정 기간(Δt) 동안에 냉각 팬(40)의 실회전수와 지령 듀티(D)에 의거하는 목표 회전수와의 차이에 의해 냉각 팬(40)의 이상의 유무의 검출을 행하는 이상 검출 처리를 행한다.
그리고, 앞서 서술한 바와 같이 소정 기간(Δt)이 경과하는 시각 t5에 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리가 종료되면, 제어부(70)는, 도 5의 단계 S106으로 진행되어, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램의 동작을 종료한다. 시각 t5에서는, 메인 배터리(10)의 온도(TB)는, 통상 운전 온도(TS)보다 낮게 되어 있으므로, 도 10a의 일점 쇄선 m에 나타내는 바와 같이, 시각 t5 이후, 냉각 팬(40)의 회전수(R)는 일단 작아지고, 그 이후는, 메인 배터리(10)의 온도(TB) 등의 조건에 따라 변화된다. 한편, 메인 배터리(10)의 온도는, 시각 t5에 통상 운전 온도(TS)보다 낮아지지만, 그 후 상승하여 통상 운전 온도(TS) 근방으로 제어된다.
한편, 단계 S202∼S207 중 어느 하나의 단계에서 YES라고 판단한 경우에는 단계 S211로 점프하여, 도 8a, 도 8b을 참조하여 설명한 바와 같이, 소정 기간(Δt) 동안, 지령 듀티(D)를 최소값(D1)으로 유지하여 냉각 팬(40)을 일정 듀티 제어로 행한 후, 도 6에 나타내는 일정 듀티 제어의 처리를 종료하여 도 5의 단계 S105 되돌아가 냉각 팬(40)의 이상 검출 처리를 행한 후, 도 5의 단계 S106에 나타내는 바와 같이, 냉각 팬(40)의 제어를 도 4의 듀티 맵에 의거하는 가변 듀티 제어로 하여 프로그램을 종료한다.
이어서, 도 10a의 실선 k, 도 10b의 실선 n을 참조하여 Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 4 소정 온도(T3) 이상의 온도(Te)인 경우의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 이 경우의 동작은, 시각 t0 이후, 냉각 팬(40)을 도 4에 나타내는 듀티 맵의 영역 B 중에서 가변 듀티 제어하는 것, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만으로 저하되는 시각이 도 10a, 도 10b에 나타내는 시각 t6이며, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리를 종료하는 시각이 시각 t7인 점을 제외하면, 앞서 도 10a의 일점 쇄선 m, 도 10b의 일점 쇄선 o를 참조하여 설명한 동작과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이상의 설명에서는, 냉각 팬(40)을 가변 듀티 제어하고 있는 동안에 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만까지 저하되는 것으로서 설명하였지만, 가변 듀티 제어 동안에 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 미만까지 저하되지 않는 경우, 제어부(70)는, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리를 행하지 않고, 도 5의 단계 S101, S107∼S110을 반복하여 실행한다. 그리고, 이그니션 스위치(27)가 오프 동작되어 ECU가 정지되고, Ready-OFF 상태가 되면 도 5에 나타내는 플로우 차트의 동작을 정지한다.
이상에서 설명한 본 실시 형태의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템은, Ready-ON일 때의 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 2 소정 온도(T1) 이상인 경우에, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 금지한다. 이 때문에, 제 2 소정 온도(T1)가 낮은 경우에는, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어를 금지하는 온도 범위가 넓어져, 이상 검출 처리를 행하는 기회가 감소된다. 반대로 제 2 소정 온도(T1)가 높아지면, 일정 듀티 제어를 금지하는 온도 범위가 좁아져, 이상 검출 처리를 행하는 기회가 증가된다. 한편, 냉각 팬(40)의 이상 검출 처리를 행할 때에는, 지령 듀티(D)를 일정하게 하여 냉각 팬(40)의 회전수를 일정하게 하는 일정 듀티 제어를 행하고 있는 것이 필요해진다. 이 때문에, 이상 검출 처리 중은 메인 배터리(10)의 온도 제어가 불가능해져, 메인 배터리(10)의 온도가 상승하여, 메인 배터리(10)의 열화가 진행되어버릴 경우가 있다. 온도가 높아지는 것에 의한 열화의 진행은, 메인 배터리(10)의 열화 정도가 클수록 커지고, 메인 배터리(10)가 새것이고, 거의 열화되어 있지 않은 경우에는, 열화의 진행은 거의 발생하지 않는다.
따라서, 메인 배터리(10)가 신품인 경우 혹은, 메인 배터리의 열화 정도가 작은 경우에는, 메인 배터리(10)의 열화 정도가 큰 경우와 비교하여 제 2 소정 온도(T1)를 높게 함으로써, 메인 배터리(10)의 성능에 큰 영향을 주지 않고 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리의 기회를 증가시킬 수 있다. 또한, 반대로, 메인 배터리의 열화 정도가 큰 경우에는, 메인 배터리(10)의 열화 정도가 작은 경우와 비교하여 제 2 소정 온도(T1)을 낮게 함으로써, 메인 배터리(10)의 열화를 억제할 수 있다.
메인 배터리(10)의 열화 정도는, 다양한 방법으로 규정할 수 있지만, 예를 들면 동일 전력을 출력하였을 때의 단위 시간당의 SOC의 저하 비율에 따라 규정하거나, 내부 저항의 크기에 따라 규정하거나 해도 된다.
또한, 제 2 소정 온도(T1)와 제 3 소정 온도(T2)와 제 4 소정 온도(T3)의 관계는, T2<T1<T3이므로, 제 2 소정 온도(T1)를 높게 하였을 때에는, T2<T1<T3의 관계를 충족시키도록, 제 3 소정 온도(T2), 제 4 소정 온도(T3)를 제 2 소정 온도(T1)에 따라 높게 한다. 또한, 제 2 소정 온도(T1)를 낮게 하였을 때에도, T2<T1<T3의 관계를 충족시키도록, 제 3 소정 온도(T2), 제 4 소정 온도(T3)를 제 2 소정 온도(T1)에 따라 낮게 한다.
또한, 복수회의 트립을 거쳐 메인 배터리(10)의 최고 온도가 예를 들면 제 2 소정 온도(T1) 혹은 제 4 소정 온도(T3)보다 높은 경우에는, 메인 배터리(10)의 열화가 진행되고 있는 것이 예상된다. 이 때문에, 복수회의 트립을 거쳐, 메인 배터리(10)의 최고 온도가 높은 경우에는, 복수회의 트립을 거쳐, 메인 배터리(10)의 최고 온도가 낮은 경우보다 제 2 소정 온도(T1)를 낮게 함으로써, 메인 배터리(10)의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 1트립이란, 이그니션 스위치(27)가 온 동작되고, ECU가 기동되어 일정한 주행을 행한 후, 이그니션 스위치(27)가 오프 동작되고, ECU가 정지될 때까지의 기간이다. 일정한 주행이란, 예를 들면 10분 이상, 연속 아이들 30초 이상, 시속 40km로 잠시 동안 주행한 등의 소정의 조건을 충족시키는 것을 말한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 차량 탑재 이차 전지의 냉각 시스템(80) 및 그것을 탑재한 전동 차량(90)은, 냉각 팬(40)의 이상의 유무 검지의 기회를 충분하게 확보하면서, 차량 구동용의 메인 배터리(10)를 적절하게 냉각할 수 있다.
또한, 이상에서 설명한 실시 형태에서는, 냉각 팬(40)의 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리를, 1트립에 1회만 행하는 것으로 하고 있지만, 1트립 중에 복수회 행해도 된다. 예를 들면, 도 11의 단계 S111에 나타내는 바와 같이, 이상 검출 처리를 실행한 후의 경과 시간이 기준 시간 이상인지 여부를 정기적으로 확인하고, 경과 시간이 기준 시간 이상인 경우에는, 단계 S112에 나타내는 바와 같이, 단계 S101로 되돌아가, 재차, 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리의 실행 조건을 충족시키는지를 감시하여, 충족시키는 경우에는, 일정 듀티 제어와 이상 검출 처리를 실행하도록 해도 된다. 이와 같이, 정기적으로, 이상 검출 처리를 실행함으로써 냉각 팬(40)의 이상을 보다 조기에 발견할 수 있다.
또한, 이상에서 설명한 실시 형태에서는, 제어부(70)에 있어서 지령 듀티(D)를 산출, 출력하는 것으로 하여 설명하였지만, 냉각 팬(40)의 컨트롤 유닛(45)에 있어서 지령 듀티(D)의 산출을 행함과 함께 모터(44)의 제어를 행하도록 해도 된다. 즉, 제어부(70)가, 메인 배터리(10)의 온도(TB) 등의 냉각 팬(40)의 구동 제어에 필요한 정보를 컨트롤 유닛(45)에 출력하고, 컨트롤 유닛(45)이, 이들 정보에 의거하여 냉각 팬(40)을 구동하기 위한 듀티를 연산 하도록 해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 냉각 팬(40)은, 모터(44)에 의해 구동되는 것으로서 설명하였지만, 교류 모터로 구동 되도록 구성해도 된다. 이 경우, 컨트롤 유닛(45)에 있어서 듀티에 따른 교류 구동 파형을 생성하여 교류 모터의 회전수를 제어하도록 해도 된다.
또한, 이상에서 설명한 실시 형태에서는, 도 4에 나타내는 듀티 맵을 이용하여 지령 듀티(D)를 결정하고, 메인 배터리(10)의 온도가 제 4 소정 온도(T3) 이상인 경우에는, 도 4의 영역 B에 따라 가변 듀티 제어를 행하는 것으로 하여 설명하였지만, 2종류 이상의 듀티 맵을 메모리(72) 내에 저장해 두고, 메인 배터리(10)의 온도에 따라 사용하는 듀티 맵을 변경하도록 해도 된다. 예를 들면, 메인 배터리(10)의 온도(TB), 냉각 팬(40)의 흡기 온도, 차실 내의 온도, 차속(Vel), 에어컨 구동 상태, 메인 배터리(10)의 전류, 엔진 구동 상태 등의 검지 파라미터에 대한 지령 듀티(D)가 비교적 높게 설정되어 있는 고듀티 맵과, 검지 파라미터에 대한 지령 듀티(D)가 낮게 설정되어 있는 저듀티 맵을 메모리(72)에 저장해 두고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)나 전동 차량(90)의 구동 상황에 의거하여 사용하는 듀티 맵을 변경하도록 해도 된다. 이 경우, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 4 소정 온도(T3) 이상이며 메인 배터리(10)를 급속 냉각하고 싶은 경우나, 냉각 팬(40)의 소음이 문제가 되지 않는 경우에는, 고듀티 맵에 의거하여 지령 듀티(D)가 결정되고, 메인 배터리(10)의 온도(TB)가 제 4 소정 온도(T3) 미만인 경우와 같이, 메인 배터리(10)의 냉각 속도가 느려도 문제가 없는 경우나, 냉각 팬(40)의 소음이 문제가 되는 경우에는, 저듀티 맵에 의거하여 지령 듀티가 결정되도록 해도 된다.
본 개시는 이상 설명한 실시 형태에 한정되지 않고, 청구범위에 의해 규정되어 있는 본 개시의 기술적 범위 또는 본질로부터 일탈하지 않는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것이다.

Claims (7)

  1. 이차 전지(1)의 냉각 시스템에 있어서,
    상기 이차 전지(10)는, 전동 차량(90)에 탑재되며, 차량 구동용이고,
    상기 냉각 시스템은,
    상기 이차 전지(10)에 냉각풍을 송풍하도록 구성되는 냉각 팬(40) - 상기 냉각 팬(40)은, 상기 냉각 팬(40)의 회전수를 정하는 파라미터인 지령값에 의거하여 구동되도록 구성됨 - 과,
    상기 이차 전지(10)의 온도를 검출하도록 구성되는 온도 센서(61)와,
    상기 전동 차량(90)의 시동 후에 상기 이차 전지(10)의 온도가 제 1 소정 온도 이상이 된 경우에, 소정 기간 동안, 일정한 지령값으로 상기 냉각 팬(40)을 구동시킴과 함께, 이 때의 상기 냉각 팬(40)의 실회전수에 의거하여 상기 냉각 팬(40)의 이상의 유무를 검출하도록 구성되는 제어부(70) - 상기 제어부(70)는, 상기 이차 전지(10)의 온도가 상기 제 1 소정 온도보다 높은 제 2 소정 온도 이상인 경우에는, 일정한 지령값에서의 상기 냉각 팬(40)의 구동을 금지하도록 구성됨- 를 포함하는 이차 전지(10)의 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 소정 온도는, 상기 이차 전지(10)의 열화 정도가 클수록 낮아지도록 설정되는 냉각 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 소정 온도는, 복수회의 트립을 거쳐 상기 이차 전지(10)의 최고 온도가 높은 경우에는, 복수회의 트립을 거쳐 상기 이차 전지(10)의 최고 온도가 낮은 경우보다 낮은 값으로 설정되는 냉각 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일정한 지령값은, 상기 이차 전지(10)의 온도에 따라 지령값을 가변으로 하는 제어를 행하는 경우의 당해 온도에 대응하는 가변 지령값보다 작은 값으로 설정되는 냉각 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차 전지(10)의 온도가 상기 제 1 소정 온도 이상이며 상기 제 2 소정 온도 미만의 제 3 소정 온도보다 높은 경우에는, 상기 일정한 지령값은, 상기 이차 전지의 온도에 따라 지령값을 가변으로 하는 제어를 행하는 경우의 당해 온도에 대응하는 가변 지령값보다 큰 값으로 설정되는 냉각 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전동 차량(90)의 시동 시에 상기 이차 전지(10)의 온도가 상기 제 1 소정 온도 미만이며 상기 전동 차량(90)의 시동 후에 처음으로 상기 제 1 소정 온도를 초과한 경우에, 상기 일정한 지령값은, 상기 냉각 팬의 구동 지령값의 내에서 최소의 값으로 설정되는 냉각 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이차 전지(10)의 입출력 전력이 소정의 임계값보다 작은 경우에, 상기 일정한 지령값은, 상기 냉각 팬의 구동 지령값 내에서 최소의 값으로 설정되는 냉각 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731166A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 基于pack电池的无损降温控制方法、装置及电子设备

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6299549B2 (ja) * 2014-09-29 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 電池の冷却装置
JP6222159B2 (ja) * 2015-04-10 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 車載二次電池の冷却システム
US10093304B2 (en) * 2015-09-11 2018-10-09 Ford Global Technologies, Llc Enhanced electric drive mode having predicted destinations to reduce engine starts
JP6787677B2 (ja) 2016-03-15 2020-11-18 本田技研工業株式会社 電動パワーユニット
JP6670644B2 (ja) * 2016-03-15 2020-03-25 本田技研工業株式会社 電動パワーユニット
KR20180068391A (ko) * 2016-12-13 2018-06-22 현대자동차주식회사 전기 자동차용 배터리시스템의 냉각제어방법
JP6884028B2 (ja) 2017-04-26 2021-06-09 サンデン・オートモーティブクライメイトシステム株式会社 車両用空気調和装置
CN108001274A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 珠海长欣汽车智能系统有限公司 一种汽车温控系统
JP6730350B2 (ja) * 2018-03-19 2020-07-29 ファナック株式会社 制御装置
JP2020035689A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 公益財団法人鉄道総合技術研究所 蓄電池用冷却ファンの制御方法
JP6808695B2 (ja) * 2018-09-05 2021-01-06 本田技研工業株式会社 バッテリの冷却制御システム
DE102018217385A1 (de) * 2018-10-11 2020-04-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Batteriemoduls und Batteriemodul
CN109367351B (zh) * 2018-10-13 2021-10-08 朱森林 一种电动汽车用多功能系统
US11820302B2 (en) * 2018-12-11 2023-11-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Vehicle noise reduction for vehicle occupants
KR102369355B1 (ko) * 2018-12-21 2022-02-28 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 이동형 온도측정기구 및 냉각팬을 포함하는 충방전 장치
JP7192533B2 (ja) * 2019-01-29 2022-12-20 トヨタ自動車株式会社 バッテリ冷却制御装置
CN111688543B (zh) * 2019-03-13 2022-04-26 北京京东尚科信息技术有限公司 车辆的控制方法、装置、系统、计算机可读存储介质
CN113710532A (zh) * 2019-04-19 2021-11-26 日本电产株式会社 驱动装置
JP7316523B2 (ja) * 2019-04-24 2023-07-28 マツダ株式会社 車両用バッテリ装置
CN110588283B (zh) * 2019-09-19 2024-08-06 一汽奔腾轿车有限公司 一种电动车冷却系统
JP7156262B2 (ja) * 2019-12-19 2022-10-19 トヨタ自動車株式会社 電池搭載車両
CN111464040B (zh) * 2020-05-14 2023-07-18 深圳威迈斯新能源股份有限公司 一种适用于不同输入电网的dcdc架构及其控制方法
CN113829961B (zh) * 2020-06-23 2024-05-07 北京新能源汽车股份有限公司 一种车辆的控制方法及装置
JP7359105B2 (ja) * 2020-08-12 2023-10-11 トヨタ自動車株式会社 送風システムの異常診断装置
CN113335026B (zh) * 2021-07-23 2022-06-17 曼德电子电器有限公司 电动车辆电机电池冷却及热泵的冷却循环系统及操作方法
CN116190896B (zh) * 2023-04-25 2023-07-07 成都署信科技有限公司 一种大容量便携式储能电源及控制方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3240973B2 (ja) 1997-03-05 2001-12-25 トヨタ自動車株式会社 車両用電池冷却システム
JP2005063682A (ja) * 2003-08-11 2005-03-10 Nissan Motor Co Ltd バッテリ冷却制御装置
JP2007048485A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Nissan Motor Co Ltd 車両用電池冷却装置
JP4848780B2 (ja) * 2006-01-27 2011-12-28 トヨタ自動車株式会社 冷却ファンの制御装置
JP4466595B2 (ja) * 2006-03-28 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 冷却システムおよびこれを搭載する自動車並びに冷却システムの制御方法
JP4932340B2 (ja) * 2006-06-22 2012-05-16 プライムアースＥｖエナジー株式会社 バッテリ冷却装置及び冷却風量制御装置
JP4715708B2 (ja) * 2006-10-03 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 電動車両および車両充電システム
CN200997637Y (zh) * 2006-12-29 2007-12-26 艾默生网络能源有限公司 通信电源模块散热风扇
JP5161634B2 (ja) * 2008-04-04 2013-03-13 本田技研工業株式会社 ファン故障検知制御装置
JP5257079B2 (ja) 2009-01-07 2013-08-07 日産自動車株式会社 車両の電装品冷却装置及びその方法
JP5421632B2 (ja) * 2009-03-27 2014-02-19 伊藤忠商事株式会社 電池パック
CN102892991B (zh) 2011-03-04 2014-12-10 丰田自动车株式会社 车辆的冷却系统
CN102723449B (zh) * 2012-01-19 2015-06-10 李彬 基站用节能电池恒温柜
JP6113455B2 (ja) * 2012-10-12 2017-04-12 日野自動車株式会社 車載用電力制御装置の冷却システム及びその異常診断方法
JP6025204B2 (ja) * 2013-03-14 2016-11-16 アイシン精機株式会社 車両用リモートコントロール装置
FR3005374B1 (fr) 2013-05-02 2016-05-27 Renault Sa Procede de gestion du refroidissement d'une batterie a seuils de refroidissement ajustables
JP5776735B2 (ja) * 2013-07-04 2015-09-09 株式会社デンソー 電池温調装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112731166A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 基于pack电池的无损降温控制方法、装置及电子设备

Also Published As

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US10381695B2 (en) 2019-08-13
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JP6269559B2 (ja) 2018-01-31

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