電池組冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用在電池組殼體的內(nèi)部空間所具有的冷卻通路中流動(dòng)的冷卻風(fēng)對電池模塊進(jìn)行冷卻的電池組冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]具有:電池組，其對多個(gè)電池進(jìn)行收納；高效導(dǎo)熱部件，其在制冷時(shí)達(dá)到最低溫度的電池組內(nèi)的位置和制冷時(shí)達(dá)到最高溫度的電池組內(nèi)的位置之間配置；以及溫度測定單元，其對該高效導(dǎo)熱部件的溫度進(jìn)行測定。而且，已知基于溫度測定單元的溫度測定結(jié)果而將電池組內(nèi)的溫度控制在最佳溫度范圍內(nèi)的電池組的溫度控制裝置(例如參照專利文獻(xiàn)
Do
[0003]專利文獻(xiàn)I:日本特開2013-30375號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，在當(dāng)前的電池組的溫度控制裝置中，將在冷卻通路中設(shè)置的熱敏電阻作為對高效導(dǎo)熱部件的溫度進(jìn)行測定的溫度測定單元。因此，存在如下問題，即，能夠?qū)﹄姵亟M整體的溫度進(jìn)行測定，但無法對每一個(gè)冷卻通路的溫度分布進(jìn)行檢測，還無法對阻礙冷卻風(fēng)的流動(dòng)的孔眼堵塞進(jìn)行檢測。另一方面，存在如下問題，即，為了能夠?qū)鋮s通路的溫度分布、孔眼堵塞進(jìn)行檢測，針對每一個(gè)冷卻通路都需要多個(gè)熱敏電阻，從而熱敏電阻的設(shè)置數(shù)量增大。
[0005]本發(fā)明就是著眼于上述問題而提出的，其目的在于提供一種既能將溫度傳感器的設(shè)置數(shù)量抑制為最小限度，又能進(jìn)行電池溫度控制、電池輸入輸出控制、電池模塊的孔眼堵塞診斷的電池組冷卻系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將由多個(gè)電池構(gòu)成的電池模塊以具有冷卻通路的方式設(shè)定在電池組殼體的內(nèi)部空間中，利用在所述冷卻通路中流動(dòng)的冷卻風(fēng)對所述電池模塊進(jìn)行冷卻。
[0007]在該電池組冷卻系統(tǒng)中，將所述冷卻通路構(gòu)成為具有冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路、冷卻風(fēng)排出通路、以及配置為并列地將所述冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路和所述冷卻風(fēng)排出通路相連的多個(gè)冷卻分支通路。
[0008]在所述多個(gè)冷卻分支通路上分別設(shè)定所述電池模塊。
[0009]在所述多個(gè)電池模塊中，在一個(gè)電池模塊中的上游位置處和下游位置處分別設(shè)置溫度傳感器。
[0010]發(fā)明的效果
[0011]因此，在配置為并列地將冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路和冷卻風(fēng)排出通路相連的多個(gè)冷卻分支通路上分別設(shè)定電池模塊。而且，在多個(gè)電池模塊中，在一個(gè)電池模塊中的上游位置處和下游位置處分別設(shè)置溫度傳感器。
[0012]S卩，從在開始進(jìn)行冷卻風(fēng)的導(dǎo)入的電池模塊中的上游位置處所設(shè)置的溫度傳感器獲得最低溫區(qū)域溫度信息，從在將奪取熱之后的冷卻風(fēng)排出的電池模塊中的下游位置處所設(shè)置的溫度傳感器獲得最高溫區(qū)域溫度信息。因此，能夠利用最高溫區(qū)域溫度信息進(jìn)行電池溫度控制，能夠利用最低溫區(qū)域溫度信息和最高溫區(qū)域溫度信息進(jìn)行電池輸入輸出控制，并能夠利用最高溫區(qū)域溫度與最低溫區(qū)域溫度的溫度差信息進(jìn)行電池模塊的孔眼堵塞診斷。
[0013]其結(jié)果，既能將溫度傳感器的設(shè)置數(shù)量抑制為最小限度，又能進(jìn)行電池溫度控制、電池輸入輸出控制、電池模塊的孔眼堵塞診斷。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示在搭載有電池組的混合動(dòng)力車中應(yīng)用的實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)的整體系統(tǒng)圖。
[0015]圖2是表示在實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)中設(shè)定于電池組殼體內(nèi)的電池模塊的斜視圖。
[0016]圖3是表示在實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)中設(shè)定于電池組殼體內(nèi)的電池模塊中的冷卻風(fēng)的流動(dòng)方向與溫度的關(guān)系的電池罐斜視圖。
[0017]圖4是表示實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)的由混合控制模塊(HCM)執(zhí)行的風(fēng)扇控制處理的流程的流程圖。
[0018]圖5是表示實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)的由鋰離子電池控制器(LBC)以及混合控制模塊(HCM)執(zhí)行的電池輸入輸出控制處理的流程的流程圖。
[0019]圖6是表示容許輸入輸出相對于電池溫度的關(guān)系的容許輸入輸出特性圖。
[0020]圖7是表示實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)的由混合控制模塊(HCM)執(zhí)行的診斷處理的流程的流程圖。
[0021]圖8是表示由鋰離子電池控制器(LBC)直接執(zhí)行風(fēng)扇控制處理的其他例子、且表示電池組冷卻系統(tǒng)的整體系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面，基于附圖所示的實(shí)施例1對實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電池組冷卻系統(tǒng)的最佳方式進(jìn)行說明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]首先，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0025]將實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為[整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]、[風(fēng)扇控制結(jié)構(gòu)]、[電池輸入輸出控制結(jié)構(gòu)]、[診斷處理結(jié)構(gòu)]而進(jìn)行說明。
[0026][整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)]
[0027]圖1表示在搭載有電池組的混合動(dòng)力車中應(yīng)用的實(shí)施例1的電池組冷卻系統(tǒng)，圖2及圖3表示電池模塊的結(jié)構(gòu)及溫度變化。下面，基于圖1?圖3對整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0028]所述電池組冷卻系統(tǒng)是將由多個(gè)電池構(gòu)成的電池模塊以具有冷卻通路的方式設(shè)定在電池組殼體的內(nèi)部空間中，并利用在冷卻通路中流動(dòng)的冷卻風(fēng)對電池模塊進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)。作為電池組BP的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，具備電池組殼體1、第I分隔壁21、第2分隔壁22、第3分隔壁23、第I電池模塊31、第2電池模塊32以及第3電池模塊33。
[0029]所述電池組BP是作為附圖外的行駛用的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的電源而搭載的二次電池(鋰離子電池)，電池組殼體I由相互接合的下殼體和上殼體構(gòu)成，利用第I分隔壁21、第2分隔壁22以及第3分隔壁23將殼體的內(nèi)部空間劃分成4個(gè)室。
[0030]所述第I電池模塊31、第2電池模塊32以及第3電池模塊33在電池組殼體I的內(nèi)部劃分成的4個(gè)室中的3個(gè)室內(nèi)分別配置有一個(gè)模塊。而且，在剩余的I個(gè)室內(nèi)配置有:接線盒8(J/B)，其將進(jìn)行強(qiáng)電系統(tǒng)的供給/切斷/分配的繼電器電路集中到一起；以及鋰離子電池控制器9(LBC)，其對電池充電容量(電池S0C)、電池溫度等進(jìn)行監(jiān)視。
[0031]作為所述電池模塊31、32、33的冷卻結(jié)構(gòu)，如圖1所示，具備冷卻風(fēng)扇4、冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5、冷卻分支通路6以及冷卻風(fēng)排出管道7。
[0032]所述冷卻通路構(gòu)成為具有冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路51、冷卻風(fēng)排出通路71、以及配置為并列地將冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路51和冷卻風(fēng)排出通路71相連的3個(gè)分支通路即第I冷卻分支通路61、第2冷卻分支通路62、第3冷卻分支通路63。
[0033]所述冷卻風(fēng)扇4將來自一端在車室內(nèi)開口的吸入管道41的車室內(nèi)空氣(冷卻空氣)向冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5排出。
[0034]所述冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5由合成樹脂材料構(gòu)成為筒狀，并在電池組殼體I的長邊側(cè)面上被固定。由該冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5的管道內(nèi)空間形成冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路51，冷卻風(fēng)導(dǎo)入通路51與冷卻分支通路6(第I冷卻分支通路61、第2冷卻分支通路62以及第3冷卻分支通路63)的各入口連通。
[0035]所述冷卻分支通路6由第I冷卻分支通路61、第2冷卻分支通路62以及第3冷卻分支通路63這3個(gè)分支通路構(gòu)成。
[0036]所述第I冷卻分支通路61在從冷卻風(fēng)流動(dòng)的上游側(cè)朝向下游側(cè)并列配置的3個(gè)分支通路中配置于最上游側(cè)的位置，在該第I冷卻分支通路61上設(shè)定第I電池模塊31。
[0037]所述第2冷卻分支通路62在從冷卻風(fēng)流動(dòng)的上游側(cè)朝向下游側(cè)并列配置的3個(gè)分支通路中配置于中間位置，在該第2冷卻分支通路62上設(shè)定第2電池模塊32。
[0038]所述第3冷卻分支通路63在從冷卻風(fēng)流動(dòng)的上游側(cè)朝向下游側(cè)并列配置的3個(gè)分支通路中配置于最下游側(cè)的位置，在該第3冷卻分支通路63上設(shè)定第3電池模塊33。
[0039]所述冷卻風(fēng)排出管道7由合成樹脂材料構(gòu)成為筒狀，并在與冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5相對的電池組殼體I的長邊側(cè)面上被固定。由該冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5的管道內(nèi)空間形成冷卻風(fēng)排出通路71，冷卻風(fēng)排出通路71與冷卻分支通路6(第I冷卻分支通路61、第2冷卻分支通路62以及第3冷卻分支通路63)的各出口連通。來自該冷卻風(fēng)排出管道7的冷卻后的冷卻風(fēng)被向車外排出。
[0040]所述各電池模塊31、32、33使用相同結(jié)構(gòu)的模塊，作為代表，利用圖2對第I電池模塊31的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。將7個(gè)圓筒狀的電池罐31a設(shè)為罐軸相互平行排列的第I電池罐列31b和第2電池罐列31c。而且，以如下方式構(gòu)成，S卩，使第2電池罐列31c相對于第I電池罐列31b以使得罐軸間隔錯(cuò)開半個(gè)間距的方式重合為兩層，并且在彼此相鄰的罐主體之間確保冷風(fēng)通過間隙t(例如幾mm)的狀態(tài)下利用模塊保持件31d進(jìn)行保持。此時(shí)，在模塊保持件31d和電池罐31a之間也確保冷風(fēng)通過間隙t。因此，如圖2中的箭頭所示，在相對于電池罐31a的罐軸正交的方向上導(dǎo)入的冷卻風(fēng)一邊描繪出沿電池罐31a的罐主體的表面穿過的流線一邊流動(dòng)。
[0041]對熱敏電阻(溫度傳感器)向所述各電池模塊31、32、33的安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。作為利用相對于溫度變化的電阻變化對溫度進(jìn)行測量的熱敏電阻，具備第I熱敏電阻Ilh(第I最高溫度傳感器)、第2熱敏電阻12L(第2最低溫度傳感器)、第2熱敏電阻12h(第2最高溫度傳感器)以及第3熱敏電阻13L(第3最低溫度傳感器)這4個(gè)熱敏電阻。
[0042]所述第I熱敏電阻Ilh在成為電池組整體中溫度最高的區(qū)域的第I電池模塊31的下游位置處設(shè)置。該第I熱敏電阻Ilh安裝于在第I電池模塊31的下游側(cè)的最靠端部的位置處所配置的電池罐的罐底面上。這里，對第I電池模塊31的下游位置成為電池組整體中溫度最高的區(qū)域的理由進(jìn)行說明。根據(jù)冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5的形狀，朝向距冷卻風(fēng)扇4最近一側(cè)的第I電池模塊31的冷卻風(fēng)量小，與此相應(yīng)地，在3個(gè)電池模塊中對第I電池模塊31的冷卻效果降低。
[0043]所述第2熱敏電阻12L在第2電池模塊32中溫度最低的上游位置處設(shè)置，所述第2熱敏電阻12h在第2電池模塊32中溫度最高的下游位置處設(shè)置。該第2熱敏電阻12L、12h分別安裝于在第2電池模塊32的兩端位置處所配置的電池罐的罐底面上。這里，對將第2熱敏電阻12L和第2熱敏電阻12h分開配置于第2電池模塊32的兩端位置處的理由進(jìn)行說明。在利用沿一個(gè)方向流動(dòng)的冷卻風(fēng)對電池模塊進(jìn)行冷卻的情況下，如圖3所示，利用從冷卻風(fēng)扇4排出的低溫的冷卻風(fēng)進(jìn)行冷卻的上游位置的電池罐的溫度變?yōu)榈?電池模塊32中最低的溫度。與此相對，利用從冷卻風(fēng)所通過的多個(gè)電池罐奪取熱而變?yōu)楦邷氐睦鋮s風(fēng)進(jìn)行冷卻的下游位置的電池罐的溫度變?yōu)榈?電池模塊32中最高的溫度。
[0044]所述第3熱敏電阻13L在成為電池組整體中溫度最低的區(qū)域的第3電池模塊33的上游位置處設(shè)置。該第3熱敏電阻13L安裝于在第3電池模塊33的上游側(cè)的最靠端部的位置所配置的電池罐的罐底面上。這里，對第3電池模塊33的上游位置成為電池組整體中溫度最低的區(qū)域的理由進(jìn)行說明。根據(jù)冷卻風(fēng)導(dǎo)入管道5的形狀，朝向