(57)【要約】【課題】  バッテリモジュールの温度を均一にして充放電効率の低下を防止できるバッテリ冷却装置の提供。【解決手段】  筐体７内に複数のバッテリモジュール８が収容されたバッテリパック３と、筐体７に設けられ、バッテリモジュール８を冷却するための冷却風を筐体７内に導入するための導入口１０と、筐体７に設けられ、バッテリモジュール８を冷却した後の冷却風を筐体７外へ排出するための排出口１２を備えるバッテリ冷却装置１において、導入口１０から導入された冷却風の流れを駆動動作で変更するルーバ９と、ルーバの駆動を制御する制御部１７を備えることとした。【選択図】      図１
2009129730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に複数のバッテリモジュールが収容されたバッテリパックと、
前記筐体に設けられ、バッテリモジュールを冷却するための冷却媒体を筐体内に導入するための導入口と、
前記筐体に設けられ、前記バッテリモジュールを冷却した後の冷却媒体を筐体外へ排出するための排出口を備えるバッテリ冷却装置において、
前記導入口から導入された冷却媒体の流れを駆動動作で変更する誘導手段と、
前記誘導手段の駆動を制御する制御手段を備えることを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ冷却装置において、
前記誘導手段を、バッテリモジュール側へ傾動して冷却媒体のバッテリモジュールへの供給量を変更可能に構成されたルーバとし、
前記制御手段は、ルーバを予め決められた一定動作で傾動させることを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項３】
請求項２記載のバッテリ冷却装置において、
前記バッテリパック内の冷却媒体の上下流方向に、温度を検出可能な複数の温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検知された温度に応じてルーバを傾動させることを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれかに記載のバッテリ冷却装置において、
前記バッテリパック内に、導入口からバッテリモジュールの側方へ冷却媒体を流通させる第１流路を形成し、
前記複数のバッテリモジュールを積層した状態で配置すると共に、隣接するバッテリモジュールの隙間に形成される第２流路を前記第１流路にそれぞれ臨んだ状態で配置し、
前記誘導手段を、前記第１流路の上下流方向に複数設け、
前記温度検出手段を、前記積層されたバッテリモジュールにおける前記第１流路の上下流方向に複数設けたことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【請求項５】
請求項４記載のバッテリ冷却装置において、
前記複数のバッテリモジュールの積層方向を前記第１流路の上下流方向とし、
前記導入口を前記積層方向一方側に配置したことを特徴とするバッテリ冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車等には、電動機に電気を供給するためのバッテリが搭載されると共に、このバッテリには、繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池の採用が検討・実施されている。
また、通常、二次電池は複数のバッテリモジュールから構成されると共に、これらのバッテリモジュールは筐体内に収容されたバッテリパックとして車両に搭載される。
【０００３】
ところで、バッテリモジュールは、内部の化学反応によって発熱して高温になると充放電効率が低下してしまうため、筐体内に冷却風を導入してバッテリモジュールを冷却する技術が公知となっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１７２９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の発明にあっては、筐体内に導入された冷却風における各バッテリモジュールへの供給量を変更できないため、各バッテリモジュールの温度を均一にできず、充放電効率が低下してしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、バッテリモジュールの温度を均一にして充放電効率の低下を防止できるバッテリ冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明では、筐体内に複数のバッテリモジュールが収容されたバッテリパックと、上記筐体に設けられ、バッテリモジュールを冷却するための冷却媒体を筐体内に導入するための導入口と、上記筐体に設けられ、上記バッテリモジュールを冷却した後の冷却媒体を筐体外へ排出するための排出口を備えるバッテリ冷却装置において、上記導入口から導入された冷却媒体の流れを駆動動作で変更する誘導手段と、上記誘導手段の駆動を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上述のように、請求項１の発明では、冷却媒体の流れを変更できるため、導入口から導入された冷却媒体における各バッテリモジュールへの供給量が変更可能となる。これにより、各バッテリモジュールの温度が均一にでき、充放電効率の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１のバッテリ冷却装置を示す全体図、図２は同平面図、図３は同システム構成図である。
【００１０】
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、実施例１のバッテリ冷却装置１では、ブロアファン２と、バッテリパック３等が備えられ、これらは例えばハイブリッド自動車の電動機へ電気を供給するためのバッテリとして車両後方のトランクルーム下部に搭載される。
【００１１】
ブロアファン２は、車室内の空気を吸入ダクト４を介して吸入した後、吸気ダクト５を介してバッテリパック３へ冷却風として送出するためのファンであり、バッテリパック３の上部に設けられている。
なお、実施例１では、ブロアファン２の吸入ダクト４が後部座席の後方のリアパーシェル６に開口され、ここから車室内の空気を取り入れているが、この限りではない。
【００１２】
バッテリパック３は、横長で箱状の筐体７と、この筐体７内に収容された複数のバッテリモジュール８及び複数のルーバ９（９ａ〜９ｃ：請求項の誘導手段に相当）等が備えられている。
筐体７の側方上部には、前述した吸気ダクト５を介して冷却風を筐体７内に導入するための導入口１０が設けられている。
また、導入口１０の下方には排気ダクト１１を介して筐体７内の冷却風を図外のトランクルームまたは車外へ排出するための排出口１２が設けられている。
【００１３】
各バッテリモジュール８は、その外形が長尺の平板状に形成される他、その長手方向を車両前後方向として隣接する各バッテリモジュール８同士間に所定の隙間１３を有して筐体７の長手方向に複数個（実施例１では１２個）積層された状態で配置されている。
また、筐体７内には各バッテリモジュール８の長手方向と直交するように、導入口１０からバッテリモジュール８の積層方向に延設された上部通路１４ａ（請求項の第１流路に相当）と、排出口１２から該積層方向に延設された下部通路１４ｂとが形成されている。
【００１４】
従って、筐体７内には、導入口１０から筐体７内に導入された冷却風（図１中二点鎖線で図示）が上部通路１４ａから隣接するバッテリモジュール８間の隙間１３に形成される通路１４ｃ（請求項の第２流路に相当）を介して下部通路１４ｂに移動した後、排出口１２から排出される略Ｕ字状の流路が形成され、これにより、バッテリモジュール８を冷却風と熱交換させて冷却できるようになっている。
【００１５】
そして、上部通路１４ａには、その略中央と両側に３つのルーバ９（９ａ〜９ｃ）が所定間隔で離間して設けられている。
各ルーバ９ａ〜９ｃは、少なくともバッテリモジュール８の長手方向長さよりも長い全長を有して板状に形成される他、その回転軸１５がそれぞれ対応するアクチュエータ１６によって軸周り方向に回転されることにより、上部通路１４ａを開いた状態から下方（バッテリモジュール８側）に向けて所定角度まで傾動して閉じた状態に変更可能に設けられている。
これにより、ルーバ９ａ（9b,9c）で閉じることにより、導入口１０から上部通路１４ａを下流側へ流れる冷却風を遮断してバッテリモジュール８側へ誘導できるようになっている。
【００１６】
そして、図３に示すように、ブロアファン２、ルーバ９（アクチュエータ）は制御部１７（請求項の制御手段に相当）とそれぞれ電気的に接続され、この制御部１７によって動作が制御されている。
【００１７】
次に、作用を説明する。
【００１８】
[制御部によるルーバ及びブロアファンの制御について]
次に、制御部１７によるルーバ９及びブロアファン２の制御について説明する。
実施例１の制御部１７は、ルーバ9a,9b,9bを第１所定時間だけ開いた状態とし、次に、ルーバ９ａ、ルーバ９ｂ、ルーバ９ｃの順番に第２所定時間ずつだけ閉じた状態とする一定動作を繰り返し行うように各ルーバ９ａ〜９ｃの開閉動作を制御する。
なお、実施例１では、第１所定時間を例えば２０秒とし、第２所定時間をそれぞれ１０秒としているが、この値については適宜設定できる。
【００１９】
即ち、実施例１のバッテリ冷却装置１では、公知のものと同様にバッテリパック３の低背化を目的として、筐体７におけるバッテリモジュール８の積層方向側方に導入口１０及び排出口１２を配置しているが、導入口１０から上部通路１４ａに導入された冷却風は、上部通路１４ａを下流側へ直線的に流通し易いため、上部通路１４ａの上流側（導入口１０）により近いバッテリモジュール８ほど冷却風の供給量が少なく、高温化し易くなる。
【００２０】
そこで、実施例１では、前述したように、各ルーバ９ａ〜９ｃを全て開いた状態からルーバ９ａ、ルーバ９ｂ、ルーバ９ｃの順番に閉じる一定動作を繰り返すことにより、上部通路１４ａの上流側（導入口１０）により近いバッテリモジュール８に対してより多くの冷却風を供給して冷却することができ、これにより、バッテリモジュール８の温度を均一にして充放電効率の低下を防止できる。
【００２１】
なお、制御部１７は、一定風量を筐体７内へ供給するようにブロアファン２を制御するが、ルーバ９ｂ、或いはルーバ９ｃが閉じる際に風量を多くするようにしても良い。
【００２２】
次に、効果を列記する。
以上、説明したように、実施例１のバッテリ冷却装置１にあっては、筐体７内に複数のバッテリモジュール８が収容されたバッテリパック３と、筐体７に設けられ、バッテリモジュール８を冷却するための冷却風を筐体７内に導入するための導入口１０と、筐体７に設けられ、バッテリモジュール８を冷却した後の冷却風を筐体７外へ排出するための排出口１２を備えるバッテリ冷却装置１において、導入口１０から導入された冷却風の流れを駆動動作で変更するルーバ９と、ルーバの駆動を制御する制御部１７を備えるため、バッテリモジュール８の温度を均一にして充放電効率の低下を防止できる。
【００２３】
また、誘導手段を、バッテリモジュール８側へ傾動して冷却媒体を各バッテリモジュール８への供給量を変更可能に構成された複数のルーバ９（９ａ〜９ｃ）とし、制御部１７は、各ルーバ９（９ａ〜９ｃ）を予め決められた一定動作で傾動させるため、簡便な構造及び動作制御でもって導入口１０から導入された冷却媒体における各バッテリモジュール８への供給量を均一にできる。
【００２４】
また、バッテリパック３内のバッテリモジュール８の積層方向一方側に導入口１０を設けて、この導入口１０からバッテリモジュール８の側方へ冷却風を流通させる上部通路１４ａを形成し、隣接するバッテリモジュール８の所定隙間１３に形成される通路１４ｃを上部通路１４ａにそれぞれ臨んだ状態で配置したため、バッテリパック３の低背化を実現できると同時に、温度差が発生し易いレイアウトのバッテリモジュール８を効率良く冷却でき、好適となる。
【実施例２】
【００２５】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、上記実施例と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００２６】
図４は実施例２のバッテリパックを説明する全体図、図５は実施例２のシステム構成図、図６は実施例２の制御部の制御を説明するフローチャート図である。
【００２７】
図４に示すように、実施例２では、実施例１で説明した複数のバッテリモジュール８のうち、積層方向へ所定数間隔（実施例２では３つ）で離間したバッテリモジュール８ａ〜８ｄに、該バッテリモジュール８ａ〜８ｄの表面または内部の温度を検知可能な温度センサＡ１〜Ａ４（請求項の温度検出手段に相当）が設けられている。
なお、温度センサの設置数については適宜設定できる。
【００２８】
また、図５に示すように、温度センサＡ１〜Ａ４は、制御部１７に電気的に接続され、それぞれ検出された結果が制御部１７に送信されるようになっている。
そして、制御部１７が、図６に示すフローチャート図に基づいて各ルーバ９ａ〜９ｃの開閉動作を制御する。
なお、以下に説明する処理は所定時間間隔毎に繰り返し行われるものである。
【００２９】
先ず、ステップＳ１では、温度センサＡ１で検知された温度が他の温度センサＡ２〜Ａ４と比較して最も高い温度（ＭＡＸ）かどうかを判定し、最も高い場合にはステップＳ２へ移行し、最も高くない場合にはステップＳ４へ移行する。
ステップＳ２では、温度センサＡ１で検知された温度と他の温度センサＡ２〜Ａ４で検知された温度との差をそれぞれ算出し、最も大きい差が所定値Ｙ以上の場合にはステップＳ３へ移行し、所定値Ｙよりも小さい場合には終了する。なお、所定値Ｙについては適宜設定できる。
ステップＳ３ではルーバ９ｃを閉じた後、終了する。
【００３０】
ステップＳ４では、温度センサＡ２で検知された温度が他の温度センサＡ１、Ａ３、Ａ４と比較して最も高い温度かどうかを判定し、最も高い場合にはステップＳ５へ移行し、最も高くない場合にはステップＳ７へ移行する。
ステップＳ５では、温度センサＡ２で検知された温度と他の温度センサＡ１、Ａ３、Ａ４で検知された温度との差をそれぞれ算出し、最も大きい差が所定値Ｙ以上の場合にはステップＳ６に移行し、所定値Ｙよりも小さい場合には終了する。
ステップＳ６ではルーバ９ｃを開くと共に、ルーバ９ｂを閉じた後、終了する。
【００３１】
ステップＳ７では、温度センサＡ３で検知された温度が他の温度センサＡ１、Ａ２、Ａ４と比較して最も高い温度かどうかを判定し、最も高い場合にはステップＳ８へ移行し、最も高くない場合にはステップＳ１０へ移行する。
ステップＳ８では、温度センサＡ３で検知された温度と他の温度センサＡ１、Ａ２、Ａ４で検知された温度との差をそれぞれ算出し、最も大きい差が所定値Ｙ以上の場合にはステップＳ９へ移行し、所定値Ｙよりも小さい場合には終了する。
ステップＳ９ではルーバ9b,9cを開くと共に、ルーバ９ａを閉じた後、終了する。
【００３２】
ステップＳ１０では、温度センサＡ４で検知された温度が他の温度センサＡ１〜Ａ４で検知された温度と比較して最も高い温度かどうかを判定し、最も高い場合にはステップＳ１１へ移行し、最も高くない場合には終了する。
ステップＳ１１では、温度センサＡ４で検知された温度と他の温度センサＡ１、Ａ２、Ａ４で検知された温度との差をそれぞれ算出し、最も大きい差が所定値Ｙ以上の場合にはステップＳ１２へ移行し、所定値Ｙよりも小さい場合には終了する。
ステップＳ１２では全てのルーバ９ａ〜９ｃを開いた後、終了する。
【００３３】
従って、実施例２では、制御部１７は、各バッテリモジュール８ａ〜８ｄの温度を比較して最も温度が高いバッテリモジュールを特定した後（ステップＳ１、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ１０）、最も温度が高いバッテリモジュールを他のバッテリモジュールの温度との差をそれぞれ算出して比較する（ステップＳ２、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ１１）。
【００３４】
そして、算出された差のうちの最も大きな値が所定値Ｙ以上の場合には、最も温度が高いバッテリモジュールを他のバッテリモジュールよりも冷却する必要があるとして、冷却風を最も温度が高いバッテリモジュールへ導くように各ルーバ９を開閉動作させることとなる（ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２）。
【００３５】
従って、実施例２では、各バッテリモジュール８ａ〜８ｄの温度に基づいて各ルーバ９ａ〜９ｃを個別動作させることにより、各バッテリモジュール８ａ〜８ｄの温度を均一にできる。
なお、上述したルーバ９の個別動作の制御は、実施例１で説明したルーバ９の一定動作の途中で割り込ませて行うようにしても良い。
【００３６】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、各ルーバ９は開閉のいずれかの状態で停止することとしたが、制御部１７がルーバ９を任意の角度で停止可能な構成にすることもでき、この場合、冷却風のより細かい供給量の制御が可能となる。
【００３７】
また、バッテリモジュール８の数や配置等については適宜設定でき、例えば、図７に示すように、バッテリモジュール８の数や配置方向を変えたもの（同一のバッテリモジュールに複数の温度センサＡ１〜Ａ４を配置したもの）や、図８に示すように積層形態を変えたものを採用しても良く、この際、ルーバ９、排気口１０、排出口１２、温度センサの位置も適宜設定できる。
【００３８】
また、冷却媒体は車室内の空気を利用した冷却風に限らず、専用のガスを用いても良い。
【００３９】
さらに、実施例１では温度センサＡ１〜Ａ４がバッテリモジュール８の温度を直接検出するようにしたが、周囲の温度を検出させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１のバッテリ冷却装置を示す全体図である。
【図２】実施例１のバッテリ冷却装置を示す平面図である。
【図３】実施例１のシステム構成図である。
【図４】実施例２のバッテリパックを説明する全体図である。
【図５】実施例２のシステム構成図である。
【図６】実施例２の制御部の制御を説明するフローチャート図である。
【図７】その他の実施例のバッテリ冷却装置を示す図である。
【図８】その他の実施例のバッテリ冷却装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  温度センサ
１  バッテリ冷却装置
２  ブロアファン
３  バッテリパック
４  吸入ダクト
５  吸気ダクト
６  リアパーシェル
７  筐体
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  バッテリモジュール
９、９ａ、９ｂ、９ｃ  ルーバ（誘導手段）
１０  導入口
１１  排気ダクト
１２  排出口
１３  隙間
１４ａ  上部通路（第１流路）
１４ｂ  下部通路
１４ｃ  通路（第２流路）
１５  回転軸
１６  アクチュエータ
１７  制御部（制御手段）
【図１】
2009129730.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009129730.tif 000008
【図７】
2009129730.tif 000009
【図８】
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