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JP5119575B2 - Battery module and temperature control method thereof - Google Patents

Battery module and temperature control method thereof Download PDF

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JP5119575B2
JP5119575B2 JP2005138746A JP2005138746A JP5119575B2 JP 5119575 B2 JP5119575 B2 JP 5119575B2 JP 2005138746 A JP2005138746 A JP 2005138746A JP 2005138746 A JP2005138746 A JP 2005138746A JP 5119575 B2 JP5119575 B2 JP 5119575B2
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Description

本発明は、電池モジュールに関し、特に、冷媒の流通により冷却されるのに適した電池モジュールおよびその温度制御方法に関する。   The present invention relates to a battery module, and more particularly to a battery module suitable for being cooled by circulation of a refrigerant and a temperature control method thereof.

電気自動車やハイブリッド車両の電源として、複数の電池を接続してなる組電池と、該組電池の直流電力を交流電力に変換するインバータや該組電池の出力電圧を昇圧するコンバータなどの電力変換装置とを筐体内に収納した電池モジュールが知られている。   Power converters such as an assembled battery in which a plurality of batteries are connected as a power source for an electric vehicle or a hybrid vehicle, an inverter that converts DC power of the assembled battery into AC power, and a converter that boosts the output voltage of the assembled battery Is known.

このような電池モジュールにおいては、充放電に伴って組電池が発熱すると共に、電力変換装置の作動により発熱する。このため、筐体内の空間を、組電池および電力変換装置をそれぞれ収納する部屋に区切って、各部屋に冷却ファンを設け冷却風を流通させている(たとえば、特許文献1参照)。流通された冷却風は、筐体の各部屋に設けられた排出口を通じて筐体外へ排出される。   In such a battery module, the assembled battery generates heat along with charge / discharge, and generates heat due to the operation of the power converter. For this reason, the space in the housing is divided into rooms in which the assembled battery and the power conversion device are respectively stored, and cooling fans are provided in each room to distribute cooling air (for example, see Patent Document 1). The circulated cooling air is discharged out of the casing through an outlet provided in each room of the casing.

このような電池モジュールを車両に搭載した場合、通常、各排出口とトランクルームのドラフタなどとをそれぞれダクトを介して接続し、筐体内から排出された冷却風を、車室外に排出する。
特開2004−22317号公報(第1図)
When such a battery module is mounted on a vehicle, usually, each discharge port and a trunk room's drafter and the like are connected to each other through a duct, and the cooling air discharged from the inside of the casing is discharged outside the vehicle compartment.
JP 2004-22317 A (FIG. 1)

しかし、上記のように、筐体の各部屋に設けられた排出口がそれぞれドラフタなどに接続されている構成では、中間に配置するダクトが複数必要になり、ダクトのレイアウトが困難になってしまう。しかも、部品数の増加は、車室内の空間を減少させてしまう。   However, as described above, in a configuration in which the outlets provided in each room of the casing are connected to a drafter or the like, a plurality of ducts arranged in the middle are required, and the duct layout becomes difficult. . In addition, an increase in the number of parts reduces the space in the vehicle interior.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のダクトを必要とせず、電池モジュールを適当に冷却できる電池モジュールおよびその温度制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery module and a temperature control method thereof that can appropriately cool the battery module without requiring a plurality of ducts.

電力を発生する組電池と、前記組電池を収納する筐体と、前記組電池と共に前記筐体内に収納され、前記筐体内において冷媒が流通する方向に沿って前記組電池と直列に並べて配置され、前記組電池の電力を変換する電力変換装置と、を有し、前記組電池の温度に基づいて、前記冷媒の流通方向が変更可能であり、前記組電池の温度が所定の第1温度以下である場合、前記電力変換装置から前記組電池の方向に前記冷媒の流通が開始され、前記組電池の温度が前記第1温度よりも高い第3温度以上となった場合、前記組電池から前記電力変換装置の方向に前記冷媒の流通が開始され、前記電力変換装置は、前記組電池の出力電圧を所定の電圧まで昇圧して出力するコンバータである電池モジュール。 An assembled battery that generates electric power, a housing that houses the assembled battery, and the assembled battery are housed in the housing together with the assembled battery, and are arranged in series with the assembled battery along a direction in which refrigerant flows in the housing. , have a, a power conversion apparatus for converting power of the battery pack, based on the temperature of the battery pack, the direction of flow of the refrigerant are possible changes, the battery pack first temperature below the temperature of a given When the flow of the refrigerant is started from the power conversion device to the assembled battery, and the temperature of the assembled battery becomes equal to or higher than a third temperature higher than the first temperature, A battery module that is a converter that starts circulation of the refrigerant in a direction of a power converter, and the power converter boosts an output voltage of the assembled battery to a predetermined voltage and outputs the voltage .

筐体内に組電池および電力変換装置が直列に並んで収納された電池モジュールに対して、組電池および電力変換装置を順番に通過するように冷媒を供給する工程と、前記組電池の温度を検出する工程と、検出した前記組電池の温度が所定の第1温度以下である場合、前記電力変換装置から前記組電池の方向に前記冷媒の流通を開始する工程と、前記組電池の温度が前記第1温度よりも高い第3温度以上となった場合、前記組電池から前記電力変換装置の方向に前記冷媒の流通を開始する工程と、を含み、前記電力変換装置は、前記組電池の出力電圧を所定の電圧まで昇圧して出力するコンバータである電池モジュールの温度制御方法。 Supplying a refrigerant so that the battery pack and the power conversion device sequentially pass through the battery pack and the power conversion device for the battery module in which the battery pack and the power conversion device are housed in series in the housing , and detecting the temperature of the battery pack And when the detected temperature of the assembled battery is equal to or lower than a predetermined first temperature, starting the flow of the refrigerant from the power converter toward the assembled battery, and the temperature of the assembled battery is Starting the circulation of the refrigerant from the assembled battery in the direction of the power converter when the temperature is equal to or higher than a third temperature higher than the first temperature, and the power converter includes an output of the assembled battery A temperature control method for a battery module, which is a converter that boosts and outputs a voltage to a predetermined voltage .

本発明の電池モジュールによれば、組電池と電力変換装置とが冷媒の流通方向に並べて配置されているので、冷媒の流通経路が一本で足り、冷媒を筐体から排出するための排出口も一つとなる。結果として、冷媒を車室外に導くダクトも一本設ければよく、レイアウトを容易に行える。   According to the battery module of the present invention, since the assembled battery and the power conversion device are arranged side by side in the refrigerant flow direction, a single refrigerant flow path is sufficient, and the discharge port for discharging the refrigerant from the housing Will also be one. As a result, it is sufficient to provide one duct for guiding the refrigerant to the outside of the passenger compartment, and the layout can be easily performed.

本発明の電池モジュールの温度制御方法によれば、組電池および電力変換装置を順番に通過するように冷媒を供給するので、冷媒の流通経路が一本で足り、冷媒を筐体から排出するための排出口も一つとなる。結果として、冷媒を車室外に導くダクトも一本設ければよく、レイアウトを容易に行える。   According to the temperature control method for a battery module of the present invention, since the refrigerant is supplied so as to sequentially pass through the assembled battery and the power conversion device, only one refrigerant circulation path is required and the refrigerant is discharged from the housing. There will also be one outlet. As a result, it is sufficient to provide one duct for guiding the refrigerant to the outside of the passenger compartment, and the layout can be easily performed.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る電池モジュールの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a battery module according to the present embodiment.

電池モジュールは、電気自動車やハイブリッド車両の電源として、車両に搭載されている。   The battery module is mounted on a vehicle as a power source for an electric vehicle or a hybrid vehicle.

本実施形態において、電池モジュール10は、バッテリ11(組電池)11と、温度センサ(温度検出手段)12と、DC/DCコンバータ(電力変換装置)13と、筐体14と、冷却ファン15とを含む。   In the present embodiment, the battery module 10 includes a battery 11 (assembled battery) 11, a temperature sensor (temperature detection means) 12, a DC / DC converter (power converter) 13, a housing 14, and a cooling fan 15. including.

バッテリ11は、略等間隔に積層および並べて配置された複数の単電池を、直列または並列に接続したものである。単電池としては、たとえば、扁平型のリチウムイオン二次電池が用いられる。バッテリ11は、温度や劣化状態に応じて内部抵抗が変化し、これに伴って出力電圧も変化する。本実施形態では、出力電圧が約200Vから400Vまで変化するものとする。   The battery 11 is formed by connecting a plurality of single cells that are stacked and arranged at approximately equal intervals in series or in parallel. As the single battery, for example, a flat lithium ion secondary battery is used. The internal resistance of the battery 11 changes according to the temperature and the deterioration state, and the output voltage changes accordingly. In this embodiment, it is assumed that the output voltage changes from about 200V to 400V.

温度センサ12は、バッテリ11に取り付けられている。温度センサ12は、充放電に伴って加熱するバッテリ11の温度を検出し、後述するファン制御部32に検出結果を送信する。   The temperature sensor 12 is attached to the battery 11. The temperature sensor 12 detects the temperature of the battery 11 that is heated along with charging and discharging, and transmits a detection result to the fan control unit 32 described later.

DC/DCコンバータ13(以下、単にコンバータ13という)は、バッテリ11と並んで配置されている。コンバータ13は、昇圧回路であり、バッテリ11からの出力電圧を所定の電圧まで昇圧して、外部のインバータ30に出力する。コンバータ13は、たとえば、バッテリ11の出力電圧を240Vまで昇圧する。バッテリ11の出力電圧が240V以上である場合は、コンバータ13は、昇圧動作を停止し、入力された電圧をそのまま出力する。   DC / DC converter 13 (hereinafter simply referred to as converter 13) is arranged along with battery 11. Converter 13 is a booster circuit, boosts the output voltage from battery 11 to a predetermined voltage, and outputs the boosted voltage to external inverter 30. For example, the converter 13 boosts the output voltage of the battery 11 to 240V. When the output voltage of battery 11 is 240 V or higher, converter 13 stops the boosting operation and outputs the input voltage as it is.

筐体14は、一つの空間内にバッテリ11とコンバータ13を収納する。筐体14の側面には、2箇所の開口16、17が設けられている。一方の第1開口16は、車室内に接続されている。他方の第2開口17は、トランクルームのドラフタなど車室外に接続されている。第1開口16および第2開口17は、室内気または外気などを冷媒として、筐体14内に流入または排出するための流入口または排出口となる。第1開口16および第2開口17は、間にバッテリ11およびコンバータ13を挟む位置に設けられる。このとき、バッテリ11およびコンバータ13は、第1開口16および第2開口17間を流れる冷媒の流通方向に沿って並ぶ。すなわち、冷媒の流通方向において、バッテリ11は、コンバータ13の下流または上流に配置される。   The housing 14 houses the battery 11 and the converter 13 in one space. Two openings 16 and 17 are provided on the side surface of the housing 14. One first opening 16 is connected to the vehicle interior. The other second opening 17 is connected to the outside of the passenger compartment, such as a trunk room. The first opening 16 and the second opening 17 serve as an inlet or an outlet for flowing in or out of the housing 14 using indoor air or outside air as a refrigerant. The first opening 16 and the second opening 17 are provided at positions where the battery 11 and the converter 13 are sandwiched therebetween. At this time, the battery 11 and the converter 13 are arranged along the flow direction of the refrigerant flowing between the first opening 16 and the second opening 17. That is, the battery 11 is arranged downstream or upstream of the converter 13 in the refrigerant flow direction.

冷却ファン15は、筐体14の第1開口16または第2開口17に取り付けられている。本実施形態では、第2開口17に冷却ファン15が取り付けられている。冷却ファン15は、順回転または逆回転に回転方向を変更できる。たとえば、冷却ファン15が順回転のときには、第1開口16から第2開口17に向かって冷媒が流れる。逆に、冷却ファン15が逆回転のときには、第2開口17から第1開口16に向かって冷媒が流れる。冷却ファン15は、後述するファン制御部32により回転方向が制御される。   The cooling fan 15 is attached to the first opening 16 or the second opening 17 of the housing 14. In the present embodiment, the cooling fan 15 is attached to the second opening 17. The cooling fan 15 can change the rotation direction to forward rotation or reverse rotation. For example, when the cooling fan 15 rotates forward, the refrigerant flows from the first opening 16 toward the second opening 17. Conversely, when the cooling fan 15 rotates in the reverse direction, the refrigerant flows from the second opening 17 toward the first opening 16. The rotation direction of the cooling fan 15 is controlled by a fan control unit 32 described later.

上記構成を含む電池モジュール10は、インバータ30を介して、モータ31に接続され、また、ファン制御部32に接続されている。   The battery module 10 including the above configuration is connected to the motor 31 via the inverter 30 and also connected to the fan control unit 32.

インバータ30は、電力変換装置の一種であり、電池モジュール10の直流電力を交流電力に変換する。変換された直流電力により、モータ31が駆動される。モータ31は、駆動軸を介して、タイヤ(駆動輪)に接続されており、タイヤを回転させるための駆動力を発生する。   The inverter 30 is a kind of power converter, and converts the DC power of the battery module 10 into AC power. The motor 31 is driven by the converted DC power. The motor 31 is connected to a tire (drive wheel) via a drive shaft, and generates a drive force for rotating the tire.

また、電池モジュール10は、ファン制御部32に接続されている。ファン制御部32は、車両を制御するための電子制御装置(ECU)の一機能として実現されてもよい。しかし、本実施形態では、明瞭のために、単独の構成としてファン制御部32を示している。   The battery module 10 is connected to the fan control unit 32. The fan control unit 32 may be realized as a function of an electronic control unit (ECU) for controlling the vehicle. However, in the present embodiment, the fan control unit 32 is shown as a single configuration for the sake of clarity.

ファン制御部32は、温度センサ12および冷却ファン15に接続されており、温度センサ12の検出温度に基づいて、冷却ファン15を制御する。ファン制御部32には、時間を計測するためのタイマ33が接続されている。タイマ33による計測に従って、冷却ファン15を制御する時間が調整される。該タイマ33も電子制御装置の一機能として実現されてもよい。   The fan control unit 32 is connected to the temperature sensor 12 and the cooling fan 15, and controls the cooling fan 15 based on the temperature detected by the temperature sensor 12. The fan control unit 32 is connected to a timer 33 for measuring time. According to the measurement by the timer 33, the time for controlling the cooling fan 15 is adjusted. The timer 33 may also be realized as a function of the electronic control device.

以上のような電池モジュール10では、バッテリ11が充放電により加熱する。バッテリ11は、温度により内部抵抗が変化するので、上記冷媒の流通により、バッテリ11の温度を制御することは重要である。バッテリ11の温度と内部抵抗との関係について説明する。   In the battery module 10 as described above, the battery 11 is heated by charging and discharging. Since the internal resistance of the battery 11 varies depending on the temperature, it is important to control the temperature of the battery 11 by the circulation of the refrigerant. A relationship between the temperature of the battery 11 and the internal resistance will be described.

図2は、新品時のバッテリの温度と内部抵抗との関係を示す概念図である。   FIG. 2 is a conceptual diagram showing the relationship between the temperature of the battery and the internal resistance when new.

図2に示すように、バッテリ11は0℃以下になると内部抵抗が急激に高く増大する。バッテリ11を内部抵抗が高いまま使用すると、バッテリ11への負荷が大きく、バッテリ11の寿命を低下させる虞がある。また、0℃以下などの低温時に、コンバータ13によって昇圧動作を継続すると、電力消費効率が低下するため、バッテリ11の温度がなかなか高くならない。したがって、低温時には、バッテリ11の温度を極力早く上げて、バッテリ11の内部抵抗を下げることが好ましいことがわかる。   As shown in FIG. 2, when the battery 11 becomes 0 ° C. or lower, the internal resistance increases rapidly. If the battery 11 is used with a high internal resistance, the load on the battery 11 is large and the life of the battery 11 may be reduced. Further, if the boosting operation is continued by the converter 13 at a low temperature such as 0 ° C. or lower, the power consumption efficiency is lowered, so that the temperature of the battery 11 does not increase easily. Therefore, it can be seen that at low temperatures, it is preferable to raise the temperature of the battery 11 as quickly as possible to lower the internal resistance of the battery 11.

一方、バッテリ11の温度が高くなりすぎると、バッテリ11内部の電解液が気化して、バッテリ11の寿命を低下させる虞がある。したがって、バッテリ11の温度が所定温度、たとえば60℃以上となった場合には、モータ31の出力を制限する必要がある。   On the other hand, if the temperature of the battery 11 becomes too high, the electrolyte inside the battery 11 may vaporize and the life of the battery 11 may be reduced. Therefore, when the temperature of the battery 11 becomes a predetermined temperature, for example, 60 ° C. or higher, it is necessary to limit the output of the motor 31.

以上を鑑みて、バッテリ11の温度は、適正な範囲の温度、たとえば、25℃〜35℃の範囲に維持されることが好ましい。したがって、本実施形態では、上記構成によりバッテリ11温度の制御を実行している。次に、電池モジュール10の温度が制御される手順について説明する。   In view of the above, it is preferable that the temperature of the battery 11 is maintained in an appropriate range of temperature, for example, in a range of 25 ° C to 35 ° C. Therefore, in the present embodiment, the temperature of the battery 11 is controlled by the above configuration. Next, a procedure for controlling the temperature of the battery module 10 will be described.

図3は電池モジュールの温度を制御する手順を示すフローチャートである。この制御は、ファン制御部32によって実行される。なお、図3において、Tbは温度センサ12により検出されるバッテリ11の温度を示し、tはタイマ33によるカウント値を示す。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for controlling the temperature of the battery module. This control is executed by the fan control unit 32. In FIG. 3, Tb indicates the temperature of the battery 11 detected by the temperature sensor 12, and t indicates the count value by the timer 33.

ファン制御部32は、イグニッションがONになったか否か、すなわち、車両が始動されたか否かを判断する(ステップS1)。   The fan control unit 32 determines whether or not the ignition is turned on, that is, whether or not the vehicle is started (step S1).

イグニッションがONにならない場合(ステップS1:NO)、イグニッションがONになるまで待機する。イグニッションがONになった場合(ステップS1:YES)、温度センサ12により検出された温度Tbが−10℃以下か否かが判断される(ステップS2)。   If the ignition is not turned on (step S1: NO), the process waits until the ignition is turned on. When the ignition is turned on (step S1: YES), it is determined whether or not the temperature Tb detected by the temperature sensor 12 is −10 ° C. or less (step S2).

温度Tbが−10℃(第1温度)以下である場合(ステップS2:YES)、ファン制御部32は、コンバータ13からバッテリ11に向かって冷媒が流通するように、冷却ファン15を逆回転に始動させる(ステップS3)。図1においては、第2開口17から第1開口16に向かって冷媒が流通される。   When the temperature Tb is equal to or lower than −10 ° C. (first temperature) (step S2: YES), the fan control unit 32 rotates the cooling fan 15 in the reverse direction so that the refrigerant flows from the converter 13 toward the battery 11. Start (step S3). In FIG. 1, the refrigerant flows from the second opening 17 toward the first opening 16.

同時に、タイマ33による計測が開始される(ステップS4)。   At the same time, measurement by the timer 33 is started (step S4).

そして、タイマ33により計測時間tが30秒以上となったか否か、すなわち、30秒経過したか否かが判断される(ステップS5)。30秒経過しない場合(ステップS5:NO)、30秒経過するまで、冷却ファン15の回転が継続される。   Then, it is determined by the timer 33 whether or not the measurement time t has become 30 seconds or more, that is, whether or not 30 seconds have elapsed (step S5). If 30 seconds have not elapsed (step S5: NO), the cooling fan 15 continues to rotate until 30 seconds have elapsed.

30秒経過した場合(ステップS5:YES)、タイマ33が停止され、カウンタがリセットされる(ステップS6)。   When 30 seconds have elapsed (step S5: YES), the timer 33 is stopped and the counter is reset (step S6).

そして、イグニッションがOFFにされたか否かが判断される(ステップS7)。イグニッションがOFFにされていない場合(ステップS7:NO)、ステップS1の処理に戻る。   Then, it is determined whether or not the ignition is turned off (step S7). If the ignition is not turned off (step S7: NO), the process returns to step S1.

一方、イグニッションがOFFにされた場合(ステップS7:YES)、冷却ファン15が停止され(ステップS8)、電池モジュール10の温度制御が終了する。   On the other hand, when the ignition is turned off (step S7: YES), the cooling fan 15 is stopped (step S8), and the temperature control of the battery module 10 ends.

ステップS2の処理に戻って、温度Tbが−10℃以下でない場合(ステップS2:NO)、さらに、温度Tbが0℃(第2温度)以下か否かが判断される(ステップS9)。   Returning to the process of step S2, if the temperature Tb is not −10 ° C. or lower (step S2: NO), it is further determined whether or not the temperature Tb is 0 ° C. (second temperature) or lower (step S9).

温度Tbが0℃以下の場合(ステップS9:YES)、冷却ファン15の状態を変更することなく、ステップS4の処理に進む。つまり、冷却ファン15が既に回転している場合、同じ回転方向で回転を少なくとも30秒間維持し、冷却ファン15が停止している場合、停止状態を少なくとも30秒間継続する(ステップS4〜6)。そして、イグニッションがOFFにされた場合(ステップS7:YES)、回転しているか否かに関わらず冷却ファン15が停止され(ステップ8)、電池モジュール10の温度制御が終了する。   When the temperature Tb is 0 ° C. or lower (step S9: YES), the process proceeds to step S4 without changing the state of the cooling fan 15. That is, when the cooling fan 15 has already been rotated, the rotation is maintained in the same rotational direction for at least 30 seconds, and when the cooling fan 15 is stopped, the stopped state is continued for at least 30 seconds (steps S4 to S6). When the ignition is turned off (step S7: YES), the cooling fan 15 is stopped regardless of whether it is rotating (step 8), and the temperature control of the battery module 10 is finished.

ステップS9において、温度Tbが0℃以下でない場合(ステップS9:NO)、さらに、さらに、温度Tbが35℃(第3温度)以下か否かが判断される(ステップS10)。   In step S9, when the temperature Tb is not 0 ° C. or lower (step S9: NO), it is further determined whether or not the temperature Tb is 35 ° C. (third temperature) or lower (step S10).

温度Tbが35℃以下の場合(ステップS10:YES)、回転しているか否かに関わらず冷却ファン15が停止され(ステップS11)、ステップS4の処理に進む。ステップS4以降の処理は上述の通りである。   If the temperature Tb is 35 ° C. or lower (step S10: YES), the cooling fan 15 is stopped regardless of whether it is rotating (step S11), and the process proceeds to step S4. The processing after step S4 is as described above.

ステップS10において、温度Tbが35℃以下でない場合(ステップS10:NO)、ファン制御部32は、バッテリ11からコンバータ13に向かって冷媒が流通するように、冷却ファン15を逆回転に始動させる(ステップS12)。図1においては、第1開口16から第2開口17に向かって冷媒が流通される。そして、少なくとも30秒間、冷却ファン15の回転が維持され(ステップS4〜6)、イグニッションがOFFにされた場合(ステップS7:YES)、冷却ファン15が停止され(ステップ8)、電池モジュール10の温度制御が終了する。   In step S10, when the temperature Tb is not 35 ° C. or lower (step S10: NO), the fan control unit 32 starts the cooling fan 15 in the reverse rotation so that the refrigerant flows from the battery 11 toward the converter 13 ( Step S12). In FIG. 1, the refrigerant flows from the first opening 16 toward the second opening 17. Then, the rotation of the cooling fan 15 is maintained for at least 30 seconds (steps S4 to S6), and when the ignition is turned off (step S7: YES), the cooling fan 15 is stopped (step 8). Temperature control ends.

以上のように、本実施形態においては、バッテリ11とコンバータ13とが冷媒の流通経路に直列に並べて配置されている。したがって、冷媒の流通経路が一本で足り、第2開口17を車室外に接続するためのダクトが一本で足り、レイアウトを容易に行える。しかも、筐体14を複数の部屋に区切って部屋ごとに冷媒通路を形成するものではないので、部品点数が増加せず、車室内の空間を減少させない。   As described above, in the present embodiment, the battery 11 and the converter 13 are arranged in series on the refrigerant flow path. Therefore, only one refrigerant distribution path is required, and only one duct for connecting the second opening 17 to the outside of the passenger compartment is sufficient, thereby facilitating layout. Moreover, since the casing 14 is not divided into a plurality of rooms and a refrigerant passage is not formed for each room, the number of parts does not increase and the space in the vehicle interior does not decrease.

また、バッテリ11の温度Tbが−10℃以下であれば、冷却ファン15の逆回転により、コンバータ13からバッテリ11に冷媒が流れる。すなわち、バッテリ11がコンバータ13の下流側に配置されていることなる。したがって、コンバータ13を通過する際に温められた冷媒がバッテリ11を通過する際に温める。結果として、バッテリ11の温度上昇が促進されるので、低温のバッテリ11を、迅速に0℃以上に温められる。   Further, if the temperature Tb of the battery 11 is −10 ° C. or lower, the refrigerant flows from the converter 13 to the battery 11 due to the reverse rotation of the cooling fan 15. That is, the battery 11 is disposed on the downstream side of the converter 13. Therefore, the refrigerant heated when passing through the converter 13 is heated when passing through the battery 11. As a result, since the temperature rise of the battery 11 is promoted, the low temperature battery 11 can be quickly warmed to 0 ° C. or more.

一方、バッテリ11の温度Tbが35℃より高くなると、冷却ファン15の順回転により、バッテリ11からコンバータ13に冷媒が流れる。すなわち、コンバータ13がバッテリ11の下流側に配置されることになる。したがって、冷たい冷媒がバッテリ11を通過する際に、バッテリ11が冷却される。結果として、高温のバッテリ11を、迅速に最適温度範囲まで冷却できる。   On the other hand, when the temperature Tb of the battery 11 becomes higher than 35 ° C., the refrigerant flows from the battery 11 to the converter 13 due to the forward rotation of the cooling fan 15. That is, the converter 13 is arranged on the downstream side of the battery 11. Therefore, when the cold refrigerant passes through the battery 11, the battery 11 is cooled. As a result, the hot battery 11 can be quickly cooled to the optimum temperature range.

また、バッテリ11の温度Tbが0℃から35℃までの間の場合、冷却ファン15を停止している。バッテリ11の温度Tbが0℃から35℃の範囲では、図2に示すように、バッテリ11の内部抵抗はかなり小さくなっており、バッテリ11にかかる負荷も小さいので、バッテリ11の温度上昇を自己発熱に任せられる。   When the temperature Tb of the battery 11 is between 0 ° C. and 35 ° C., the cooling fan 15 is stopped. When the temperature Tb of the battery 11 is in the range of 0 ° C. to 35 ° C., as shown in FIG. 2, the internal resistance of the battery 11 is considerably small and the load applied to the battery 11 is also small. Leave to fever.

さらに、冷却ファン15が順回転または逆回転に切替可能なので、容易に冷媒の流通方向を変更できる。   Furthermore, since the cooling fan 15 can be switched between forward rotation and reverse rotation, the flow direction of the refrigerant can be easily changed.

なお、上記実施形態では、電池モジュール10として、バッテリ11、コンバータ13、温度センサ12および冷却ファン15を筐体14内に収納している。しかし、これに限定されない。レイアウトによっては、図1に示すいずれの構成でも電池モジュール10として、筐体14内に収納できる。逆に、上記実施形態において電池モジュール10として示した構成を、電池もモジュールとは別として、筐体14外に配置することもできる。たとえば、インバータ30をコンバータ13と並べて、筐体14内に収納して、電池モジュール10の一部とすることができる。   In the above embodiment, the battery 11, the converter 13, the temperature sensor 12, and the cooling fan 15 are housed in the housing 14 as the battery module 10. However, it is not limited to this. Depending on the layout, any configuration shown in FIG. 1 can be stored in the housing 14 as the battery module 10. On the contrary, the structure shown as the battery module 10 in the said embodiment can also be arrange | positioned out of the housing | casing 14 apart from a battery and a module. For example, the inverter 30 can be aligned with the converter 13 and housed in the housing 14 to be a part of the battery module 10.

また、上記実施形態では、検出した温度Tbに基づいて制御した冷却ファンの状態を、少なくとも30秒間は維持している。しかし、これに限定されない。冷却ファンの状態を維持する時間は適宜調節できる。   In the above embodiment, the state of the cooling fan controlled based on the detected temperature Tb is maintained for at least 30 seconds. However, it is not limited to this. The time for maintaining the state of the cooling fan can be adjusted as appropriate.

上記実施形態では、冷却ファンが一つだけ設けられていた。しかし、これに限定されない。冷却ファンを第1開口16および第2開口17近傍にそれぞれ配置し、冷媒の流通方向によって駆動する冷却ファンを選択してもよい。この場合、冷却ファンを順方向または逆方向に制御する必要がない。   In the above embodiment, only one cooling fan is provided. However, it is not limited to this. A cooling fan may be selected in the vicinity of the first opening 16 and the second opening 17 and driven according to the flow direction of the refrigerant. In this case, it is not necessary to control the cooling fan in the forward direction or the reverse direction.

本実施形態に係る電池モジュールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the battery module which concerns on this embodiment. 新品時のバッテリの温度と内部抵抗との関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the temperature of the battery at the time of a new article, and internal resistance. 電池モジュールの温度を制御する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which controls the temperature of a battery module.

符号の説明Explanation of symbols

10…電池モジュール、
11…バッテリ、
12…温度センサ、
13…コンバータ、
14…筐体、
15…冷却ファン、
16…第1開口、
17…第2開口、
30…インバータ、
31…モータ、
32…ファン制御部、
33…タイマ。
10 ... Battery module,
11 ... Battery,
12 ... temperature sensor,
13 ... Converter,
14 ... Case,
15 ... Cooling fan,
16 ... 1st opening,
17 ... second opening,
30 ... Inverter,
31 ... motor,
32. Fan control unit,
33: Timer.

Claims (6)

電力を発生する組電池と、
前記組電池を収納する筐体と、
前記組電池と共に前記筐体内に収納され、前記筐体内において冷媒が流通する方向に沿って前記組電池と直列に並べて配置され、前記組電池の電力を変換する電力変換装置と、
を有し、
前記組電池の温度に基づいて、前記冷媒の流通方向が変更可能であり、前記組電池の温度が所定の第1温度以下である場合、前記電力変換装置から前記組電池の方向に前記冷媒の流通が開始され、
前記組電池の温度が前記第1温度よりも高い第3温度以上となった場合、前記組電池から前記電力変換装置の方向に前記冷媒の流通が開始され、
前記電力変換装置は、前記組電池の出力電圧を所定の電圧まで昇圧して出力するコンバータである電池モジュール。
An assembled battery for generating electric power;
A housing for storing the assembled battery;
A power conversion device that is housed in the housing together with the assembled battery, arranged in series with the assembled battery along a direction in which a refrigerant flows in the housing, and converts the power of the assembled battery;
Have
When the flow direction of the refrigerant can be changed based on the temperature of the assembled battery and the temperature of the assembled battery is equal to or lower than a predetermined first temperature, the refrigerant flows from the power conversion device toward the assembled battery. Distribution started,
When the temperature of the assembled battery is equal to or higher than a third temperature higher than the first temperature, the refrigerant starts to flow from the assembled battery toward the power converter,
The power conversion device is a battery module that is a converter that boosts and outputs an output voltage of the assembled battery to a predetermined voltage.
前記組電池の温度が前記第1温度よりも高く、前記第3温度よりも低い第2温度以上となった場合、前記冷媒の流通が停止される請求項に記載の電池モジュール。 The set temperature is higher than the first temperature of the battery, when it becomes a third lower than the temperature the second temperature or more, the battery module according to claim 1 in which circulation of the refrigerant is stopped. 前記組電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された前記組電池の温度に基づいて、回転方向の変更または回転の停止が制御され、前記冷媒の流通方向を変更または流通を停止する冷却ファンと、
をさらに有する請求項1または2に記載の電池モジュール。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the assembled battery;
Based on the temperature of the assembled battery detected by the temperature detection means, a change in rotation direction or a stop of rotation is controlled, and a cooling fan that changes or stops the circulation of the refrigerant,
The battery module according to claim 1 or 2 further comprising a.
前記温度検出手段によって検出された前記組電池の温度に基づいて、前記冷却ファンの回転方向または回転の停止を制御する冷却ファン制御装置をさらに有する請求項に記載の電池モジュール。 4. The battery module according to claim 3 , further comprising a cooling fan control device configured to control a rotation direction of the cooling fan or stop of rotation based on the temperature of the assembled battery detected by the temperature detection unit. 筐体内に組電池および電力変換装置が直列に並んで収納された電池モジュールに対して、組電池および電力変換装置を順番に通過するように冷媒を供給する工程と、
前記組電池の温度を検出する工程と、
検出した前記組電池の温度が所定の第1温度以下である場合、前記電力変換装置から前記組電池の方向に前記冷媒の流通を開始する工程と、
前記組電池の温度が前記第1温度よりも高い第3温度以上となった場合、前記組電池から前記電力変換装置の方向に前記冷媒の流通を開始する工程と、
を含み、
前記電力変換装置は、前記組電池の出力電圧を所定の電圧まで昇圧して出力するコンバータである電池モジュールの温度制御方法。
Supplying a refrigerant so that the assembled battery and the power converter are sequentially passed through the battery module in which the assembled battery and the power converter are housed in series in the housing;
Detecting the temperature of the assembled battery;
When the detected temperature of the assembled battery is equal to or lower than a predetermined first temperature, starting the flow of the refrigerant from the power conversion device in the direction of the assembled battery;
When the temperature of the assembled battery is equal to or higher than a third temperature higher than the first temperature, starting the flow of the refrigerant from the assembled battery toward the power converter;
Including
The battery module temperature control method, wherein the power converter is a converter that boosts and outputs an output voltage of the assembled battery to a predetermined voltage.
前記組電池の温度が前記第1温度よりも高く、前記第3温度よりも低い第2温度以上となった場合、前記冷媒の流通が停止される請求項記載の電池モジュールの温度制御方法。 The temperature control method for a battery module according to claim 5 , wherein when the temperature of the assembled battery is higher than the first temperature and equal to or higher than a second temperature lower than the third temperature, the refrigerant flow is stopped.
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