(57)【要約】【課題】電池ユニットを構成する複数の電池間の温度ばらつきを抑制する。【解決手段】電池ユニット温度調節装置２は、電池ユニット９に向かう温度調節風の流れ方を変更可能な温度調節風制御機構１１を有している。温度調節風制御機構１１は、アクチュエータ１６によって駆動される複数のルーバー１７を有し、ダクト３から流入する温度調節風に対するルーバー１７の姿勢を変更することで、電池ユニット９の一部分に温度調節風が指向したり、電池ユニット９全体にゆきわたるように温度調節風の流れを拡散したりすることが可能な構成となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池からなる車両搭載用の電池ユニットと、
上記電池ユニットに向かう温度調節風の流れ方を変更可能な温度調節風制御機構と、
上記複数の電池の温度を検出する温度検出手段と、を有し、
上記複数の電池のうち電池温度が所定の最適温度から乖離した電池に向かって上記温度調節風が流れるように上記温度調節風制御機構を制御することを特徴とする電池ユニット温度調節装置。
【請求項２】
上記複数の電池間の温度ばらつきが所定値以下である場合には、上記温度調節風制御機構により、上記温度調節風が該複数の電池の全てに向かって流れるように該温度調節風の流れを拡散させることを特徴とする請求項１に記載の電池ユニット温度調節装置。
【請求項３】
上記温度調節風制御機構は、上記電池ユニットへ向かう上記温度調節風の流れを遮断可能なものであって、
上記複数の電池の全てが、上記最適温度となっている場合には、上記温度調節風制御機構により、上記電池ユニットへ向かう上記温度調節風の流れを遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の電池ユニット温度調節装置。
【請求項４】
上記温度調節風によって、電池温度が上記最適温度となるように調節できない場合には、上記温度調節風制御機構により、上記電池ユニットへ向かう上記温度調節風の流れを遮断することを特徴とする請求項３に記載の電池ユニット温度調節装置。
【請求項５】
上記温度調節風制御機構の上流側に、上記電池ユニットに向けて上記温度調節風を送り出す送風ファンを有し、
上記複数の電池の全てが、上記最適温度となっている場合には、上記送風ファンを停止することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池ユニット温度調節装置。
【請求項６】
上記温度調節風によって、電池温度が上記最適温度となるように調節できない場合には、上記送風ファンを停止することを特徴とする請求項５に記載の電池ユニット温度調節装置。
【請求項７】
上記送風ファンは、車室内の空気を吸引して上記温度調節風として送風していることを特徴とする請求項５または６に記載の電池ユニット温度調節装置。
【請求項８】
上記電池ユニットの下流側に隣接し、該電池ユニット側から空気を吸い出す排出ファンを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電池ユニット温度調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電池ユニットの温度調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１及び２に開示されているように、車室内の温度調整された空気や、エアコンディショナー（エアコン）から吹き出した空気といった空調空気を導入して車載バッテリの温度を調節する装置が従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０６７２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３８２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献１及び２に開示された温度調節を行う装置は、空調空気を単に導入してバッテリの温度を調節しているにすぎず、温度調節の対象となるバッテリが、複数の電池から構成される電池ユニットような場合、これら複数の電池の温度が均等になるように調節するのは難しく、使用状況に応じて複数の電池間に温度ばらつきが生じてしまう虞がある。
【０００５】
そして、電池劣化の進行速度は、電池温度に依存するため、複数の電池間の温度ばらつきが、電池の劣化進行速度のばらつきに直結することになり、電池ユニットの寿命に悪影響を及ぼす虞がある。また、電池間の温度差に起因して電池間に電圧差が生じてしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明の電池ユニット温度調節装置は、複数の電池からなる車両搭載用の電池ユニットと、上記電池ユニットに向かう温度調節風の流れ方を変更可能な温度調節風制御機構と、上記複数の電池の温度を検出する温度検出手段と、を有し、上記複数の電池のうち電池温度が所定の最適温度から乖離した電池に向かって上記温度調節風が流れるように上記温度調節風制御機構を制御することを特徴としている。
【０００７】
上記複数の電池間の温度ばらつきが所定値以下である場合には、上記温度調節風制御機構により、上記温度調節風が該複数の電池の全てに向かって流れるように該温度調節風の流れを拡散させてもよい。
【０００８】
上記温度調節風制御機構は、上記電池ユニットへ向かう上記温度調節風の流れを遮断可能となるように構成してもよい。この場合、上記複数の電池の全てが、上記最適温度となっていれば、上記温度調節風制御機構により、上記電池ユニットへ向かう上記温度調節風の流れを遮断するようにしてもよい。また、上記温度調節風によって、電池温度が上記最適温度となるように調節できない場合には、上記温度調節風制御機構により、上記電池ユニットへ向かう上記温度調節風の流れを遮断するようにしてもよい。
【０００９】
そして、上記電池ユニットに向けて上記温度調節風を送り出す送風ファンを上記温度調節風制御機構の上流側に設ける場合、上記複数の電池の全てが、上記最適温度となっている場合や、上記温度調節風によって電池温度が上記最適温度となるように調節できない場合には、上記送風ファンを停止するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記送風ファンにより、車室内の空気を吸引して上記温度調節風として送風するようにしてもよい。
【００１１】
そして、上記電池ユニットの下流側に隣接し、該電池ユニット側から空気を吸い出す排出ファンを設けてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の電池からなる電池ユニットにおいて、電池間の温度ばらつきを抑制することができるので、電池ユニットの寿命を相対的に向上させることができる。また、電池ユニット内の電池間の温度差に起因する当該電池間の電圧差を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用された車両を模式的に示した説明図。
【図２】第１実施例における電池ユニット温度調節装置の概略構成を模式的に示した説明図。
【図３】第１実施例における電池ユニット温度調節装置の概略構成を模式的に示した説明図。
【図４】電池ユニット温度調節装置の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【図５】第２実施例における電池ユニット温度調節装置の概略構成を模式的に示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用された車両１を模式的に示した説明図である。この車両１の車室内の床下位置には、本発明の電池ユニット温度調節装置２が配置されている。この電池ユニット温度調節装置２は、車両１の車室内から温度調整された空気をダクト３介して取り込んで、後述する電池ユニット９の温度を調節するものである。
【００１５】
図２及び図３は、第１実施例の電池ユニット温度調節装置２の概略構成を模式的に示した説明図である。
【００１６】
電池ユニット温度調節装置２は、車室内の温度調整された空気を導入するダクト３と、ダクト３内に設けられた送風ファン４と、このダクト３に取り込まれ空気の温度を検出する温度センサ５と、複数のセルユニット（電池）６が積層されたセルモジュール７とこのセルモジュール７が収容される箱形状のケース８とを有する電池ユニット９と、電池ユニット９が配置される電池ユニット室１０と、電池ユニット室１０とダクト３との接続部分に介装された温度調節風制御機構１１と、送風ファン４及び温度調節風制御機構１１を制御するコントローラ１２と、から大略構成されている。
【００１７】
ダクト３は、上流側の一端が車両１０の車室内に開口し、下流側の他端が温度調節風制御機構１１を介して電池ユニット室１０に接続されている。
【００１８】
送風ファン４は、車室内の空気を吸引し、温度調節風として電池ユニット９に向けて強制的に送り出している。
【００１９】
電池ユニット９を構成するセルユニット６は、例えば外装フィルムでシールされた平坦形状のリチウムイオン二次電池（セル）を複数個積層して構成されたものである。各セルユニット６には、それぞれ温度センサ１３が取り付けられており、各セルユニット６の温度を個別に検出可能となっている。
【００２０】
ケース８には、各セルユニット６に対応する吸入孔１４及び排出孔１５が複数形成されている。セルユニット６は、図２、図３中に太矢印で示すように、吸入孔１４から流入し、排出孔１５から排出される温度調節風によって温度調節が可能となっている。本実施例では、ケース８内に８つのセルユニット６が収容されているので、ケース８には、各セルユニット６に対応するように８つの吸入孔１４と８つの排出孔１５が形成されている。電池ユニット９を温度調節した温度調節風は、電池ユニット室１０から車外に排出される。
【００２１】
温度調節風制御機構１１は、電池ユニット９に向かう温度調節風の流れ方を変更可能なものであって、アクチュエータ１６と、アクチュエータ１６によって駆動される複数のルーバー１７と、を有している。
【００２２】
ルーバー１７は、アクチュエータ１６によって、ダクト３から流入する温度調節風に対する姿勢が変更可能となっている。そのため、温度調節風制御機構１１は、電池ユニット９の一部分に温度調節風が指向したり（図２を参照）、電池ユニット９全体にゆきわたるように温度調節風の流れを拡散したり（図３を参照）することが可能な構成となっている。また、温度調節風制御機構１１は、電池ユニット９へ向かう温度調節風の流れを遮断することも可能な構成となっている。つまり、温度調節風制御機構１１は、温度調節風制御機構１１の下流側へ温度調節風が流れないようにすることも可能となっている。
【００２３】
コントローラ１２には、温度センサ５や各温度センサ１３からの出力信号が入力されており、こららセンサで検出された検出温度に応じて、送風ファン４の運転や、アクチュエータ１６の動作を制御する。
【００２４】
すなわち、セルユニット６の出力や寿命を維持する上で望ましい温度域（温度範囲）を最適温度帯とすると、基本的には、この最適温度帯から温度が乖離したセルユニット６に向かって温度調節風が流れるように温度調節風制御機構１１を制御する。なお、上記最適温度帯内のとある温度（例えば中央値）を該最適温度帯の代表値として最適温度と定義し、この最適温度から温度が乖離したセルユニット６に向かって温度調節風が流れるように温度調節風制御機構１１を制御するようにしてもよい。
【００２５】
これによって、電池ユニット９の劣化の進行速度に直結するケース８内の複数のセルユニット６間の温度ばらつきを抑制することができるため、電池ユニット９の寿命を相対的に向上させることができる。また、ケース８内の複数のセルユニット６間の温度差に起因する電池間の電圧差を抑制することができる。
【００２６】
図４は、電池ユニット温度調節装置２の制御の流れの一例を示すフローチャートである。Ｓ１では、全てのセルユニット６の温度が上述した最適温度帯内にあるか否かを判定する。全てのセルユニット６が、上記最適温度帯内にあるような場合には、セルユニット６の温度調節を行う必要はないので、Ｓ２へ進み、温度調節風制御機構１１の下流側へ温度調節風が流れないように、ルーバー１７の姿勢を変更する。なお、温度調節風制御機構１１の下流側へ温度調節風が流れないようにする際に、送風ファン４を停止するようにしてもよい。
【００２７】
全てのセルユニット６の温度が上述した最適温度帯内にない場合には、Ｓ３へ進む。Ｓ３では、所定の温度調節風温度条件が成立しているか否かを判定する。すなわち、上記最適温度帯から外れた温度のセルユニット６を、温度調節風によって上記最適温度帯内の温度に調整できないような場合には、上記温度調節風温度条件が不成立と判定してＳ２へ進み、温度調節風によって上記最適温度帯内の温度に調整できるような場合には、上記温度調節風温度条件が成立したと判定してＳ４へ進む。
【００２８】
例えば、セルユニット６の温度が上記最適温度帯内の上限値よりも高いときに、温度調節風の温度が当該セルユニット６の温度より低い場合や、セルユニット６の温度が上記最適温度帯内の下限値よりも低いときに、温度調節風の温度が当該セルユニット６の温度より高い場合には、上記温度調節風温度条件が成立したと判定してＳ４へ進む。また、上記最適温度帯から外れた温度となっているセルユニット６が上記最適温度帯内の上限値よりも高いものだけであるときに、温度調節風の温度が当該セルユニット６の温度より高い場合には、上記温度調節風温度条件が不成立と判定してＳ２へ進む。上記最適温度帯から外れた温度となっているセルユニット６が上記最適温度帯内の下限値よりも低いものだけであるときに、温度調節風の温度が当該セルユニット６の温度より低い場合には、上記温度調節風温度条件が不成立と判定してＳ２へ進む。
【００２９】
なお、上記最適温度帯から外れた温度となっているセルユニット６が上記最適温度帯内の上限値よりも高く、温度調節風の温度が当該セルユニット６の温度より高い場合でも、上記最適温度帯内の下限値よりも温度の低いセルユニット６が同時に存在するような場合には、温度調節風により上記最適温度帯内の下限値よりも温度の低いセルユニット６の温度を上記最適温度帯内の温度に調整可能なので、上記温度調節風温度条件が成立したと判定する。また、上記最適温度帯から外れた温度となっているセルユニット６が上記最適温度帯内の下限値よりも低く、温度調節風の温度が当該セルユニット６の温度より低い場合でも、上記最適温度帯内の上限値よりも温度の高いセルユニット６が同時に存在するような場合には、温度調節風により上記最適温度帯内の上限値よりも温度の高いセルユニット６の温度を上記最適温度帯内の温度に調整可能なので、上記温度調節風温度条件が成立したと判定する。
【００３０】
Ｓ４では、異常温度セルユニットの有無を判定する。ここで、全てのセルユニット６の平均温度に対して予め設定された所定値以上温度が乖離したセルユニット６を、異常温度セルユニットとする。Ｓ４で、このような異常温度セルユニットがないと判定されるとＳ５へ進み、そうでない場合にはＳ６へ進む。
【００３１】
Ｓ５では、温度調節風が電池ユニット９全体にゆきわたるよう、図３に示すように、温度調節風の流れが拡散するようにルーバー１７の姿勢を変更する。
【００３２】
Ｓ６では、温度調節風が上記異常温度セルユニットを指向するよう、例えば図２に示すように、ルーバー１７の姿勢を変更する。なお、上記異常温度セルユニットが複数あるような場合には、全てのセルユニット６の平均温度に対する乖離量が大きいものから順に温度調節風を当てるようにするのが望ましい。
【００３３】
次に、本発明の第２実施例について説明するが、上述した第１実施例と同一の構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３４】
図５は、本発明の第２実施例の電池ユニット温度調節装置２１を示している。この第２実施例の電池ユニット温度調節装置２１は、上述した第１実施例の電池ユニット温度調節装置２と略同一構成となっているが、電池ユニット９の下流側に、当該電池ユニット９に隣接するように複数の排出ファン２２が設けられている。排出ファン２２は、電池ユニット９側の空気を吸引して、電池ユニット室１０下流側に向けて強制的に送り出すものである。
【００３５】
このような第２実施例の電池ユニット温度調節装置２１においては、上述した第１実施例に比べて、電池ユニット室１０内の温度調節風の流れが促進されることになり、ケース８内の複数のセルユニット６間の温度ばらつきをより一層効率良く抑制することができる。また、ケース８内の複数のセルユニット６間の温度差に起因する電池間の電圧差もより一層効率良く抑制することができる。
【００３６】
なお、排出ファン２２を複数設ける場合、温度調節風制御機構１１により温度調節風が電池ユニット９の一部分を指向するように制御されている際には、温度調節風が指向するセルユニット６に対して相対的に近い排出ファン２２のみを運転するようにしてもよい。また、電池ユニット９の下流側に排出ファン２２を設ける場合には、ダクト３内の送風ファン４を省略することも可能である。
【００３７】
上述した各実施例においては、各セルユニット６の温度を個別に検出可能となっているが、必ずしも各セルユニット６の温度を個別に検出する必要はなく、例えば、電池ユニット９を構成するセルユニット６の数とは異なる数の温度センサを設けるようにしてもよい。
【００３８】
上述した各実施例においては、ダクト３が車室内の空気を導入しているが、ダクト３に車載のエアコンディショナー（エアコン）から温度調整された空気（エアコン風）を直接導入したり、ダクト３に走行風等の外気を直接導入するような構成にすることも可能である。
【００３９】
また、上述した各実施例の電池ユニット９は、セルモジュール７を有しているが、電池ユニット９がセルモジュール７を有するものではなく、上述した複数のセルを積層してなるような単一のセルユニット６から構成されるものであってもよい。この場合には、複数のセルの中で、上記最適温度帯または上記最適温度から温度が乖離したセルに向かって温度調節風が流れるように温度調節風制御機構１１が制御されることになる。
【符号の説明】
【００４０】
１…車両
２…電池ユニット温度調節装置
３…ダクト
４…送風ファン
５…温度センサ
６…セルユニット
７…セルモジュール
８…ケース
９…電池ユニット
１０…電池ユニット室
１１…温度調節風制御機構
１２…コントローラ
１３…温度センサ
１４…吸入孔
１５…排出孔
１６…アクチュエータ
１７…ルーバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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