JP2019093953A - Temperature control system of power storage device - Google Patents
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Abstract
【課題】吸気口から空気を取り込み、取り込まれた空気を利用して蓄電装置の温度を調節する温度調節システムにおいて、吸気口付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、蓄電装置の温度を適切に調節する。
【解決手段】温度調節システムのコントローラは、条件A〜Cを必要条件として含む風量増加条件が成立する(ステップS12でYES、ステップS22でNO、ステップS24でYES、ステップS25でNO、かつステップS26でYES)場合には、吸気口の接触割合が第1しきい値Th1よりも小さくて(ステップS12でYES)、かつ、風量増加条件が成立しない(ステップS22でYES、ステップS24でNO、ステップS25でYES、又はステップS26でNO)場合よりも、蓄電装置への空気の風量を増加させるように構成される。
【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: In a temperature control system for taking in air from an air intake and adjusting the temperature of a power storage device using the taken-in air, a large object (such as a human body or luggage) is present near the air intake. Even if the temperature of the storage device is properly adjusted.
A controller of a temperature control system satisfies an air volume increase condition including conditions A to C as necessary conditions (YES in step S12, NO in step S22, YES in step S24, NO in step S25, and step S26). In the case of YES), the contact ratio of the intake port is smaller than the first threshold Th1 (YES in step S12), and the air volume increase condition is not satisfied (YES in step S22, NO in step S24, step The air volume to the power storage device is configured to be increased more than in the case of YES in S25 or NO in step S26.
[Selected figure] Figure 6
Description
本開示は、蓄電装置の温度調節システムに関し、特に、吸気口から空気を取り込み、その空気を利用して蓄電装置の温度を調節する温度調節システムに関する。 The present disclosure relates to a temperature control system for a power storage device, and more particularly to a temperature control system that takes in air from an air intake and controls the temperature of the power storage device using the air.
特開2014−72182号公報(特許文献1)に記載される蓄電装置の温度調節システムは、車両に搭載され、吸気口から車内の空気を取り込み、取り込まれた空気を利用して蓄電装置の温度を調節するように構成されている。この温度調節システムは、吸気口から取り込まれた空気を蓄電装置に導く吸気ダクトと、吸気ダクトの内部に設けられて、異物の通過を阻止するフィルタとを備える。空気が蓄電装置に供給される前に、空気中の異物はフィルタによって捕捉される。しかし、フィルタに異物が詰まると、蓄電装置に空気が供給されにくくなり、蓄電装置の温度を適切に調節することが難しくなる。そこで、特許文献1に記載される温度調節システムでは、システムの温度調節能力を把握するために、フィルタに対する異物の詰まり量を推定している。
The temperature control system of the power storage device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2014-72182 (Patent Document 1) is mounted on a vehicle, takes in the air inside the car from the intake port, and utilizes the taken-in air to obtain the temperature of the power storage device. Is configured to adjust. The temperature control system includes an intake duct for guiding the air taken in from the intake port to the power storage device, and a filter provided inside the intake duct to block passage of foreign matter. Foreign matter in the air is trapped by the filter before the air is supplied to the storage device. However, if foreign matter is clogged in the filter, it becomes difficult to supply air to the power storage device, and it becomes difficult to properly adjust the temperature of the power storage device. Therefore, in the temperature control system described in
蓄電装置の温度調節システムにおいて、温度調節能力を低下させる要因はフィルタ詰まりに限られない。たとえば、吸気口に接触するように荷物が置かれて、荷物が吸気口の一部を閉塞した場合にも、吸気口から空気を取り込みにくくなり、システムの温度調節能力は低下する。また、吸気口が閉塞されなくても、吸気口付近に大きな荷物が置かれた場合には、吸気口から空気を取り込みにくくなり、システムの温度調節能力が低下し得る。 In the temperature control system of the storage device, the factor that reduces the temperature control capability is not limited to filter clogging. For example, if the load is placed in contact with the air inlet, and the load blocks a portion of the air inlet, it will be difficult to take in air from the air inlet and the system's ability to regulate temperature will be reduced. In addition, even if the air intake is not blocked, if a large load is placed near the air intake, air may not be easily taken in from the air intake, and the temperature control capability of the system may be reduced.
本開示は、かかる課題を達成するためになされたものであり、その目的は、吸気口から空気を取り込み、取り込まれた空気を利用して蓄電装置の温度を調節する温度調節システムにおいて、吸気口付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、蓄電装置の温度を適切に調節することである。 The present disclosure has been made to achieve such an object, and its object is to take in air from an air intake and use the taken-in air to adjust the temperature of a power storage device. Even when there is a large object (such as a human body or a luggage) in the vicinity, the temperature of the storage device is properly adjusted.
本開示の蓄電装置の温度調節システムは、吸気口から空気を取り込み、取り込まれた空気を利用して蓄電装置の温度を調節する蓄電装置の温度調節システムであって、接触割合検出装置と、物体サイズ検出装置と、距離測定装置と、送風装置と、制御装置とを備える。 The temperature control system of a storage device according to the present disclosure is a temperature control system of a storage device that takes in air from an inlet and adjusts the temperature of the storage device using the taken-in air, and includes a contact ratio detection device, an object A size detection device, a distance measurement device, a blower, and a control device are provided.
接触割合検出装置は、吸気口の周囲領域のうち物体が接触している領域の割合(以下、「接触割合」と称する場合がある)を検出するように構成される。物体サイズ検出装置は、吸気口前の検出範囲における物体の大きさを検出するように構成される。距離測定装置は、吸気口と吸気口前の物体との距離を測定するように構成される。送風装置は、吸気口から取り込まれた空気を蓄電装置へ送風するように構成される。制御装置は、送風装置を制御することにより蓄電装置への空気の風量を変更するように構成される。 The contact ratio detection device is configured to detect the ratio of an area in contact with an object in the area around the air inlet (hereinafter, may be referred to as a “contact ratio”). The object size detection device is configured to detect the size of the object in a detection range in front of the air inlet. The distance measuring device is configured to measure the distance between the air inlet and the object in front of the air inlet. The blower is configured to blow air taken in from the air intake to the power storage device. The control device is configured to change the air flow rate of the air to the power storage device by controlling the blower.
制御装置は、所定の条件が成立する場合には、接触割合検出装置により検出された接触割合が第1しきい値(Th1)よりも小さくて、かつ、所定の条件が成立しない場合よりも、蓄電装置への空気の風量を増加させるように送風装置を制御する。所定の条件は、接触割合検出装置により検出された接触割合が第1しきい値(Th1)よりも小さいこと(以下、「条件A」と称する場合がある)と、物体サイズ検出装置により検出された物体の大きさが第2しきい値(Th2)よりも大きいこと(以下、「条件B」と称する場合がある)と、距離測定装置により測定された距離が第3しきい値(Th3)よりも小さいこと(以下、「条件C」と称する場合がある)とを必要条件として含む。なお、第1〜第3しきい値は任意に設定できる。第1〜第3しきい値は、各々独立して、固定値であってもよいし、蓄電装置の状態等に応じて可変であってもよい。 When the predetermined condition is satisfied, the control device has a contact ratio detected by the contact ratio detection device smaller than the first threshold (Th1), and is more than when the predetermined condition is not satisfied. The blower is controlled to increase the air flow to the power storage device. The predetermined condition is that the object size detection device detects that the contact ratio detected by the contact ratio detection device is smaller than the first threshold (Th1) (hereinafter, may be referred to as “condition A”). That the size of the object is larger than the second threshold (Th2) (hereinafter sometimes referred to as "condition B"), and the distance measured by the distance measuring device is the third threshold (Th3) It is included as a requisite condition that it is smaller (hereinafter sometimes referred to as "condition C"). The first to third threshold values can be set arbitrarily. Each of the first to third threshold values may be independently a fixed value, or may be variable according to the state of the power storage device or the like.
上記温度調節システムでは、吸気口から空気を取り込み、送風装置によってその空気を蓄電装置へ送風することにより、蓄電装置の温度を調節する。こうした温度調節システムにおいて、吸気口付近に物体(荷物等)が置かれると、吸気口から空気を取り込みにくくなり、システムの温度調節能力が低下することがある。ここで、物体は、生体を除外することを意味せず、人体等も物体に含まれる。吸気口前に物体が存在すると、物体により空気の流れが遮られ、圧力損失が大きくなる。これにより、蓄電装置への空気の風量が低下し、ひいてはシステムの温度調節能力が低下する。本願発明者は、吸気口付近に存在する物体によって蓄電装置への空気の風量が低下する状況として、次に示す第1及び第2の状況に着眼した。 In the above-mentioned temperature control system, the temperature of the power storage device is adjusted by taking in air from the air intake port and blowing the air to the power storage device by the air blower. In such a temperature control system, when an object (such as luggage) is placed near the air inlet, air may not be easily taken in from the air inlet, and the temperature control capability of the system may be reduced. Here, the object does not mean excluding the living body, and a human body and the like are also included in the object. When an object is present in front of the air inlet, the object interrupts the flow of air and the pressure loss increases. As a result, the air flow rate to the power storage device is reduced, which in turn reduces the temperature control capability of the system. The inventor of the present application paid attention to the following first and second situations as situations where the volume of air to the power storage device is reduced by an object present in the vicinity of the intake port.
第1の状況は、吸気口に接触している物体による吸気口の閉塞割合が大きい状況である。第2の状況は、吸気口の閉塞割合は大きくないが、吸気口付近に大きな物体が存在する状況である。 The first situation is a situation where the rate at which the air intake is blocked by an object in contact with the air intake is high. The second situation is a situation in which a large object is present in the vicinity of the intake port although the blockage ratio of the intake port is not large.
本開示の蓄電装置の温度調節システムでは、上記の条件A〜Cの成否に基づいてシステムの状況を判断できる。詳しくは、条件Aが成立しない場合には、システムが第1の状況になっていると判断される。また、条件A〜Cの全てが成立する場合には、システムが第2の状況になっていると判断される。また、条件Aが成立し、かつ、条件Bと条件Cとの少なくとも一方が成立しない場合には、システムが、第1及び第2の状況のいずれでもない状況(以下、「第3の状況」と称する場合がある)になっていると判断される。たとえば、吸気口前に存在する物体が小さい場合には、条件Bが成立しないため、システムが第3の状況になっていると判断される。また、吸気口から遠い位置にしか物体が存在しない場合には、条件Cが成立しないため、システムが第3の状況になっていると判断される。また、吸気口前に物体が全く存在しない場合には、条件B及びCがいずれも成立しないため、システムが第3の状況になっていると判断される。以下、システムが第3の状況になっている時を「通常運転時」と称する場合がある。 In the storage battery temperature control system of the present disclosure, the status of the system can be determined based on the success or failure of the above conditions A to C. Specifically, if the condition A is not satisfied, it is determined that the system is in the first state. When all of the conditions A to C are satisfied, it is determined that the system is in the second state. In addition, when the condition A is satisfied and at least one of the condition B and the condition C is not satisfied, the system is not in any of the first and second situations (hereinafter, “third situation”) (Which may be referred to as For example, when the object existing in front of the intake port is small, the condition B is not satisfied, so that it is determined that the system is in the third situation. Further, when an object is present only at a position far from the intake port, the condition C is not satisfied, so it is determined that the system is in the third situation. Further, when there is no object at all in front of the intake port, it is determined that the system is in the third situation because neither condition B nor C is satisfied. Hereinafter, the time when the system is in the third situation may be referred to as "during normal operation".
本開示の蓄電装置の温度調節システムにおける制御装置は、条件A〜C(すなわち、システムが第2の状況になっていること)を必要条件として含む所定の条件(以下、「風量増加条件」と称する場合がある)が成立する場合に、条件Aが成立し、かつ、条件Bと条件Cとの少なくとも一方が成立しない場合(すなわち、システムが第3の状況になっている場合)よりも、蓄電装置への空気の風量を増加させるように構成される。制御装置は、送風装置の駆動量を増加させる(たとえば、送風装置の羽根車の回転速度を大きくする)ことによって、蓄電装置への空気の風量を増加させることができる。これにより、吸気口付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、蓄電装置の温度を適切に調節することが可能になる。 The control device in the temperature control system of the power storage device of the present disclosure is a predetermined condition (hereinafter referred to as “air volume increase condition”) including the conditions A to C (that is, that the system is in the second state) as a necessary condition. Than when the condition A is satisfied and at least one of the condition B and the condition C is not satisfied (that is, the system is in the third situation). It is configured to increase the air flow to the power storage device. The control device can increase the air volume of the air to the power storage device by increasing the driving amount of the blower (for example, increasing the rotational speed of the impeller of the blower). This makes it possible to properly adjust the temperature of the power storage device even when there is a large object (such as a human body or luggage) in the vicinity of the intake port.
風量増加条件が成立するための十分条件は、条件A〜Cの全てが成立することのみであってもよいし、条件A〜Cに加えて他の条件が成立することであってもよい。たとえば、条件A〜Cの全てが成立していて(すなわち、システムが第2の状況になっていて)、蓄電装置が、温度調節が必要な状態であり、かつ、風量の増加によって適切に温度調節できる状態である場合に、風量増加条件が成立するようにしてもよい。温度調節が必要な蓄電装置の状態としては、たとえば、蓄電装置の温度が過剰に高い状態(許容上限値よりも高い状態)、又は蓄電装置の温度が過剰に低い状態(許容下限値よりも低い状態)が考えられる。また、風量の増加によって適切に温度調節できない蓄電装置の状態としては、蓄電装置の負荷が過剰に大きい状態(許容上限値よりも大きい状態)が考えられる。 The sufficient condition for the air volume increase condition to be satisfied may be only that all of the conditions A to C are satisfied, or may be that another condition is satisfied in addition to the conditions A to C. For example, all of the conditions A to C are satisfied (that is, the system is in the second state), the power storage device is in a state requiring temperature control, and the temperature is properly adjusted by the increase of the air volume. The air volume increase condition may be established when the air volume can be adjusted. The state of the storage device requiring temperature adjustment is, for example, a state in which the temperature of the storage device is excessively high (a state higher than the allowable upper limit) or a state in which the temperature of the storage device is excessively low (lower than the allowable lower limit) State) is considered. Further, as a state of the power storage device in which the temperature can not be properly adjusted due to the increase of the air volume, a state where the load of the power storage device is excessively large (a state larger than the allowable upper limit) can be considered.
また、制御装置は、システムが第1の状況になっている場合においても、システムが第3の状況になっている場合よりも、蓄電装置への空気の風量を増加させるように構成されてもよい。ただし、システムが第1の状況になっている場合には、吸気口の閉塞割合が大きく、送風装置に対して風量を増加させる制御を行なっても蓄電装置の温度を適切に調節できない可能性があるため、吸気口が閉塞されていることをユーザへ知らせる報知処理を行なうことが好ましい。 In addition, even when the system is in the first state, the control device is configured to increase the air flow rate to the storage device more than when the system is in the third state. Good. However, when the system is in the first state, the closing rate of the intake port is large, and the temperature of the storage device may not be properly adjusted even if the air blower is controlled to increase the air volume. Because of this, it is preferable to perform notification processing to notify the user that the intake port is blocked.
本開示の蓄電装置の温度調節システムの構成によれば、吸気口から空気を取り込み、取り込まれた空気を利用して蓄電装置の温度を調節する温度調節システムにおいて、吸気口付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、蓄電装置の温度を適切に調節することが可能になる。 According to the configuration of the temperature control system of the storage device of the present disclosure, in the temperature control system that takes in air from the intake port and adjusts the temperature of the storage device using the taken-in air, a large object Even if the body, the package, etc.) exist, it is possible to properly adjust the temperature of the storage device.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference characters and description thereof will not be repeated.
図1は、本実施の形態に従う蓄電装置の温度調節システムの基本構成を示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a temperature control system of a power storage device according to the present embodiment.
図1を参照して、温度調節システム100は、吸気ダクト10aと、送風装置13と、接続ダクト10bと、排気ダクト10cと、電池パック14と、コントローラ30とを備える。また、温度調節システム100は、圧力センサ21と、測長センサ22と、レーザセンサ23と、回転センサ24と、吸気温度センサ25と、電流センサ26と、電池温度センサ27と、ディスプレイ40とをさらに備える。
Referring to FIG. 1, the
吸気ダクト10aは、蓄電装置の温度調節に用いられる空気を取り込むための吸気口P1を有する。吸気口P1にはベゼル11が設けられている。ベゼル11は、吸気口P1から吸気ダクト10aの内部へ空気を取り込む機能と、吸気ダクト10aの内部に異物が侵入することを抑制する機能とを有する。吸気口P1から取り込まれた空気は、吸気ダクト10a及び接続ダクト10bにより電池パック14(蓄電装置)へ導かれる。
The
また、吸気ダクト10aの内部(たとえば、ベゼル11の近傍)には、フィルタ12が設けられている。フィルタ12は、異物の通過を阻止するように構成される。ベゼル11を通って吸気ダクト10aに進入した空気がフィルタ12を通過する際(すなわち、空気が電池パック14に供給される前)に、フィルタ12によって空気中の異物(ほこり等)が取り除かれる。
Further, a
フィルタ12は、たとえば網目構造を有し、異物を捕捉する。フィルタ12が網目構造を有することで、衣服などから落下した糸くずなどがフィルタ12によって捕捉されやすくなる。ベゼル11を吸気口P1から取り外すことで、フィルタ12を吸気口P1から取り出すことができる。フィルタ12の位置は、図1に示す位置に限られず、任意に変更できる。ただし、送風装置13に異物が付着することを抑制するためには、送風装置13よりも吸気口P1側にフィルタ12が配置されることが好ましい。
The
吸気ダクト10aは送風装置13に接続されている。また、送風装置13は、接続ダクト10bを介して電池パック14に接続されている。送風装置13は、羽根車を備え、羽根車の回転運動によって気体にエネルギーを与えて気流を生成する。送風装置13の羽根車が回転することにより負圧が発生し、吸気ダクト10aの外部の空気が、ベゼル11を介して吸気ダクト10aに取り込まれる。そして、吸気ダクト10aに取り込まれた空気は、接続ダクト10bを通過して、電池パック14へ送られる。このように、送風装置13は、吸気口P1から取り込まれた空気を電池パック14(蓄電装置)へ送風するように構成される。送風装置13としては、たとえばファン又はブロワを採用できる。送風装置13は、コントローラ30からの駆動信号に従って動作する。
The
送風装置13は、羽根車の回転速度が大きくなるほど送風量(空気の風量)が多くなるように構成されている。送風装置13には、回転センサ24が設けられている。回転センサ24は、送風装置13の羽根車の回転速度を検出し、その検出値(回転速度を示す信号)をコントローラ30に出力する。コントローラ30は、回転センサ24の検出値に基づいて送風装置13への駆動信号を生成することにより、送風装置13の羽根車の回転速度を目標値に制御できる。そして、送風装置13の羽根車の回転速度が変更されると、電池パック14への空気の風量が、その回転速度に応じた値に変わる。コントローラ30は、送風装置13を制御することにより電池パック14への空気の風量を変更できる。
The
電池パック14は、蓄電装置としての電池と、電池を収容する筐体とを含んで構成される。電池は、たとえば再充電可能な二次電池である。二次電池としては、たとえばリチウムイオン電池又はニッケル水素電池を採用できる。電池パック14は、直列及び/又は並列に接続された複数のセル(二次電池)から構成される組電池を含んでいてもよい。また、大容量のキャパシタなども蓄電装置として採用可能である。
The
電池パック14の筐体には、空気が流れるための通路(以下、「空気流通路」と称する)が形成されている。空気流通路の一端、他端はそれぞれ、接続ダクト10b、排気ダクト10cに接続されている。送風装置13により送り出された空気は、接続ダクト10bから空気流通路に入り、空気流通路を通って排気ダクト10cへと流れる。空気流通路内を空気が流れるときに、空気と電池との間で熱交換が行なわれる。この熱交換は、空気と電池との間で直接行なわれてもよいし、空気と電池との間に存在する部材を介して行なわれてもよい。こうした熱交換により、電池の温度を空気の温度に近づけることができる。たとえば、電池よりも高い温度の空気を電池に供給することにより電池を温めることができる。また、電池よりも低い温度の空気を電池に供給することにより電池を冷却することができる。電池パック14の空気流通路(空気を移動させる経路)は任意に設定できる。ただし、温度調節の効率を高めるためには、空気流通路内を空気が流れるときに空気と電池とが接触することが好ましい。
A passage for air to flow (hereinafter, referred to as “air flow passage”) is formed in the housing of the
接続ダクト10bには、吸気温度センサ25が設けられている。吸気温度センサ25は、接続ダクト10b内を流れる空気の温度を検出し、その検出値(空気の温度を示す信号)をコントローラ30に出力する。吸気温度センサ25は、電池パック14の空気流通路の吸気口付近に配置される。吸気温度センサ25により、電池パック14に供給される空気の温度が検出される。
An intake
電池パック14には、電流センサ26が設けられている。電流センサ26は、電池パック14内の電池の電流を検出し、その検出値(電池の電流を示す信号)をコントローラ30に出力する。
The
電池パック14には、電池温度センサ27が設けられている。電池温度センサ27は、電池パック14内の電池の温度を検出し、その検出値(電池の温度を示す信号)をコントローラ30に出力する。複数の温度センサを用いて、電池の複数の箇所の温度を検出するようにしてもよい。複数の検出値(電池の温度)がコントローラ30に入力される場合、コントローラ30は、複数の検出値の代表値(平均値、中央値、又は最高値等)を、電池の温度として用いることができる。
The
排気ダクト10cは、排気ダクト10c内の空気を排出するための排気口P2を有する。電池パック14内の電池との間で熱交換を行なった空気は、排気ダクト10c内を排気口P2に向かって流れて、排気口P2から排出される。
The
コントローラ30は、演算装置としてのCPU(Central Processing Unit)と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートとを含んで構成される(いずれも図示せず)。記憶装置は、作業用メモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、保存用ストレージ(ROM(Read Only Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ等)とを含む。コントローラ30は、制御装置として機能する。記憶装置に記憶されているプログラムをCPUが実行することで、各種制御が実行される。コントローラ30が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
The
コントローラ30の記憶装置は、電池パック14内の電池の情報(電池の種類、容量、内部抵抗、電極の厚み、目付量等)をさらに記憶していてもよい。また、コントローラ30の記憶装置は、送風装置13の制御に用いられる対応情報をさらに記憶していてもよい。たとえば、電池パック14内の電池(蓄電装置)の状態(電池温度、電池負荷等)と、送風装置13の駆動量(羽根車の回転速度)との関係を示す情報(以下、「電池状態−風量対応情報」と称する)を、あらかじめ実験等によって求めてコントローラ30の記憶装置に格納してもよい。また、コントローラ30の記憶装置は、後述する風量増量制御で使用する対応情報をさらに記憶していてもよい。なお、各対応情報は、マップでもテーブルでも数式でもモデルでもよい。また、各対応情報は、複数のマップ等を組み合わせて構成されていてもよい。
The storage device of the
コントローラ30には、各種センサからの信号が入力される。前述した回転センサ24、吸気温度センサ25、電流センサ26、及び電池温度センサ27からの信号だけでなく、圧力センサ21、測長センサ22、及びレーザセンサ23からの信号も、コントローラ30に入力される。圧力センサ21、測長センサ22、及びレーザセンサ23が設置される場所の具体例については後述する。
Signals from various sensors are input to the
コントローラ30は、各センサの信号を用いて各機器を制御する。たとえば、コントローラ30は、送風装置13の駆動信号を出力して、送風装置13を制御する。また、コントローラ30は、ユーザに報知すべき情報を、報知装置としてのディスプレイ40へ出力する。
The
ディスプレイ40は、たとえばユーザが視認可能な位置に配置され、コントローラ30から入力される情報(ユーザへの警告情報等)を表示するように構成される。また、ディスプレイ40は、スピーカー機能を備えていてもよい。
The
図1に示される蓄電装置の温度調節システム100は、たとえば電池パック14とともに車両に搭載されて使用される。図2は、この実施の形態に従う温度調節システム100が適用された車両200の概略構成を示す図である。
The
図2を参照して、車両200は、フロントシート41と、リアシート42と、パッケージトレイ43と、温度調節システム100とを備える。なお、図2には温度調節システム100の一部のみを示しているが、車両200は、図1に示した温度調節システム100の全部を備えている。
Referring to FIG. 2, a
フロントシート41は、シートクッション41aと、シートバック41bとを含む。リアシート42は、シートクッション42aと、シートバック42bとを含む。乗車スペースに相当する車室内の空気の温度は、図示しない空調システムによって15℃〜30℃程度に調節される。
The
パッケージトレイ43は、リアシート42のシートバック42bとバックドア(図示せず)との隙間を塞ぐことにより、荷室内の荷物を外部から遮蔽するように構成される。また、パッケージトレイ43は、車両前端部を中心として回動可能に構成される。パッケージトレイ43の車両後端側を持ち上げることで、荷室(パッケージトレイ43の下方空間)に対して、車両後方から容易に荷物を出し入れすることができる。
The
温度調節システム100の吸気口P1及び電池パック14等は、車室内のリアシート42の下(鉛直方向)に配置される。吸気口P1は、フロントシート41とリアシート42との間の足元空間に開口する。
The intake port P1 of the
図3は、吸気口P1に設けられたベゼル11を示す図である。図3を参照して、ベゼル11は、外枠部11aと吸気部11bとを含む。外枠部11aは、吸気部11bの周りを囲むように形成されている。吸気部11bは、格子部材と、格子部材間に形成される複数の開口部とを含む。送風装置13で負圧を発生させることにより、外部の空気が吸気部11bの開口部を通って吸気ダクト10aの内部へ取り込まれる。この際、吸気部11bの格子部材によって、吸気ダクト10aの内部に異物が侵入することが抑制される。
FIG. 3 is a view showing the
図3に示されるように、外枠部11aは、矩形状の枠であり、外枠部11aの表面領域には、枠の形状に沿って複数の圧力センサ21が設けられている。外枠部11aは、長手方向に延びる2つの部分と、短手方向に延びる2つの部分とを含む。長手方向の2つの部分の各々に9個の圧力センサ21が、短手方向の2つの部分の各々に6個の圧力センサ21が、それぞれ配置されることで、合計30個の圧力センサ21が外枠部11aに設けられている。圧力センサ21は、圧力センサ21に加わった圧力を検出する。30個の圧力センサ21の検出値(圧力を示す信号)はいずれもコントローラ30に入力される。コントローラ30は、これらの信号に基づいて、外枠部11aに設けられた30個の圧力センサ21のうち、いくつのセンサが基準値以上の圧力を感知したかを判定する。この判定に用いられる基準値は、外枠部11aに物体(乗員の身体、荷物等)が接触しているときに、その接触部位に設置された圧力センサ21で検出される圧力が基準値以上になるように設定される。30個の圧力センサ21は、外枠部11aの表面領域に略均等に設置されている。外枠部11aの表面領域に設けられた全ての圧力センサ21の数(30個)のうち、基準値以上の圧力を感知した圧力センサ21の数の割合が、吸気口の周囲領域のうち物体が接触している領域の割合(すなわち、接触割合)に相当する。
As shown in FIG. 3, the
この実施の形態では、ベゼル11の吸気部11bが格子部材によって仕切られ、吸気部11bに複数の開口部が形成されている。こうしたベゼル11では、吸気部11bにおける複数の開口部の各々が吸気口として機能する。このため、外枠部11aの表面領域(吸気部11bの周囲領域)だけでなく、吸気部11bにおける各開口部の周囲領域も、吸気口の周囲領域に相当する。すなわち、接触割合を検出するための圧力センサは、吸気部11bにおける各開口部の周囲領域(格子部材)に設けてもよい。なお、ベゼル11の吸気部11bは、格子部材の代わりに複数の平行な直線状部材で仕切られていてもよい。
In this embodiment, the
また、外枠部11aには、複数の測長センサ22が設けられている。図3に示されるように、4つの測長センサ22が外枠部11aの4隅に設けられている。測長センサ22は、吸気口P1前(たとえば、フロントシート41とリアシート42との間の足元空間)に存在する物体と吸気口P1(外枠部11a)との距離を検出する。距離の検出原理については後述する。外枠部11aに設けられた4つの測長センサ22の検出値(距離を示す信号)はいずれもコントローラ30に入力される。コントローラ30は、複数の検出値の代表値(平均値、中央値、又は最小値等)を、物体と吸気口P1との距離として用いることができる。
Further, a plurality of
再び図2を参照して、レーザセンサ23は、図示しない光源と受光素子とを備える。レーザセンサ23は、吸気口P1に対向する位置(たとえば、フロントシート41の下)に配置される。すなわち、レーザセンサ23の光源から発せられるレーザ光は、吸気口P1に対して略垂直となる角度で、吸気口P1に照射される。レーザセンサ23から吸気口P1に向かってレーザ光の照射を行なうことにより、吸気口P1の輪郭(たとえば、外枠部11aの輪郭)と、レーザセンサ23と吸気口P1との間に存在する物体の輪郭とを検出することができる。レーザセンサ23の出力信号(輪郭及びその輪郭内の面積を示す信号)はコントローラ30に入力される。コントローラ30は、レーザセンサ23の出力信号に基づいて、吸気口P1前(たとえば、フロントシート41とリアシート42との間の足元空間)の検出範囲における物体の大きさを検出することができる。なお、物体の大きさの検出は、吸気口P1前に設定されたレーザセンサ23の検出範囲内において行なわれる。レーザセンサ23の検出範囲からはみ出た部分は、物体の大きさとして認識されない。物体の大きさの検出原理については後述する。
Referring back to FIG. 2, the
電池パック14は、たとえば車両200を走行させるための動力源として用いられる。具体的には、電池パック14から出力された電気エネルギーは、図示しないモータジェネレータによって車両200を走行させるための運動エネルギーに変換され、その運動エネルギーによって車両200の駆動輪が駆動される。また、車両200が減速したり停止したりするときには、モータジェネレータが車両200の制動時に発生する運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、その電気エネルギー(回生電力)が電池パック14内の蓄電装置(二次電池)に蓄えられる。なお、電池パック14とモータジェネレータとの間の電流経路に昇圧回路及び/又はインバータが配置されていてもよい。
車両200は、電池パック14の電力のみを用いて走行可能な電気自動車であってもよいし、電池パック14の電力とエンジンの出力との両方を用いて走行可能なハイブリッド車両であってもよい。
車両200の走行に関する情報(走行速度、走行距離、エンジン回転速度等)をディスプレイ40に表示させてもよい。
Information on travel of the vehicle 200 (traveling speed, traveling distance, engine rotation speed, etc.) may be displayed on the
コントローラ30が送風装置13を駆動することにより、車室内の空気(特に、フロントシート41とリアシート42との間の足元空間にある空気)が、吸気口P1から吸気ダクト10aへ取り込まれて、電池パック14の空気流通路を通過し、排気口P2から排出される。電池パック14に空気が供給されることで、電池パック14内の電池の温度が調節される。排気口P2から排出される空気は、たとえば車両200の外部に排出される。ただしこれに限られず、排気口P2から排出される空気を、車室内に戻してもよいし、車室(乗車スペース)以外のスペース(たとえば、ラゲッジルーム)に導いてもよい。
As the
この実施の形態に従う蓄電装置の温度調節システム100では、通常運転時には、コントローラ30が、電池状態−風量対応情報を参照しながら、電池パック14内の電池(蓄電装置)の状態に応じて送風装置13を制御している。そして、コントローラ30は、圧力センサ21、測長センサ22、及びレーザセンサ23からの入力信号に基づいて吸気口P1前の状態を監視し、所定の風量増加条件が成立する場合には、送風装置13に対して風量を増加させる制御(以下、「風量増量制御」と称する場合がある)を実行する。風量増量制御実行中における送風装置13の駆動量(羽根車の回転速度)は、通常運転時の駆動量(電池状態−風量対応情報に基づいて決定される駆動量)よりも大きくなる。
In the
以下、図4及び図5を用いて、上記の風量増量制御について説明する。図4は、吸気口P1前に物体が存在しない状況の温度調節システム100を示す図である。図5は、吸気口P1前に物体が存在する状況の温度調節システム100を示す図である。
Hereinafter, the above-mentioned air volume increase control will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram showing the
温度調節システム100は、吸気口P1から空気を取り込み、取り込まれた空気を利用して電池パック14内の電池(蓄電装置)の温度を調節するように構成される。図4に示される状況では、吸気口P1前に物体が存在しないため、吸気口P1から空気を容易に取り込むことができる。他方、図5に示される状況では、吸気口P1前に物体(荷物B1及びB2)が存在するため、物体により空気の流れが遮られ、圧力損失が大きくなる。このため、図5に示される状況では、図4に示される状況よりも、電池パック14への空気の風量が低下する。
The
この実施の形態に従う蓄電装置の温度調節システム100では、コントローラ30(制御装置)が、次に示す条件A〜Cを必要条件として含む風量増加条件が成立する場合に、条件Aが成立し、かつ、条件Bと条件Cとの少なくとも一方が成立しない場合よりも、電池パック14への空気の風量を増加させるように構成される。
In
(条件A)圧力センサ21の検出値を用いて検出した吸気口P1の接触割合が第1しきい値(以下、「第1しきい値Th1」又は単に「Th1」と称する場合がある)よりも小さいこと。
(Condition A) The contact ratio of the intake port P1 detected using the detection value of the
(条件B)レーザセンサ23の出力信号を用いて検出した、吸気口P1前の検出範囲における物体の大きさが第2しきい値(以下、「第2しきい値Th2」又は単に「Th2」と称する場合がある)よりも大きいこと。
(Condition B) The size of the object in the detection range before the intake port P1 detected using the output signal of the
(条件C)測長センサ22の検出値を用いて検出した、吸気口P1と物体との距離が第3しきい値(以下、「第3しきい値Th3」又は単に「Th3」と称する場合がある)よりも小さいこと。
(Condition C) When the distance between the intake port P1 and the object detected using the detection value of the
本願発明者は、上記の条件A〜Cの成否に基づいてシステムの状況を判断できることを見出した。詳しくは、条件Aが成立しない場合には、システムの状況が、吸気口P1に接触している物体による吸気口P1の閉塞割合が大きい第1の状況であると判断される。また、条件A〜Cの全てが成立する場合には、システムの状況が、吸気口P1の閉塞割合は大きくないが、吸気口P1付近に大きな物体が存在する第2の状況であると判断される。また、条件Aが成立し、かつ、条件Bと条件Cとの少なくとも一方が成立しない場合には、システムの状況が、第1及び第2の状況のいずれでもない第3の状況であると判断される。 The inventors of the present application have found that the status of the system can be determined based on the success or failure of the above conditions A to C. Specifically, when the condition A is not satisfied, it is determined that the system condition is the first condition in which the closing ratio of the intake port P1 by the object in contact with the intake port P1 is large. When all of the conditions A to C are satisfied, the system state is determined to be a second situation in which a large object is present in the vicinity of the intake port P1 although the closing ratio of the intake port P1 is not large. Ru. In addition, when the condition A is satisfied and at least one of the condition B and the condition C is not satisfied, it is determined that the state of the system is the third state which is neither the first nor the second state. Be done.
この実施の形態に従う蓄電装置の温度調節システム100におけるコントローラ30は、システムが第2の状況になっていることを必要条件として含む風量増加条件が成立する場合に、システムが第3の状況になっている場合よりも、電池パック14への空気の風量を増加させるように構成される。コントローラ30は、送風装置13の羽根車の回転速度を大きくすることによって、電池パック14への空気の風量を増加させる。これにより、吸気口P1付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、電池パック14内の電池(蓄電装置)の温度を適切に調節することが可能になる。また、蓄電装置の温度を適切に調節することで、蓄電装置の長寿命化が図られる。以下、図6〜図11を用いて、コントローラ30による風量制御の一例について詳述する。
コントローラ30は、たとえば電池パック14内の電池(蓄電装置)の温度が上昇しやすい状況においては、図6に示す一連の処理を繰り返し実行して、電池の温度が過剰に高くならないようにしている。図6は、コントローラ30により実行される処理の手順を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて繰り返し実行される。
For example, in a situation where the temperature of the battery (power storage device) in
図6を参照して、コントローラ30は、圧力センサ21の検出値を用いて吸気口P1の接触割合を検出する(ステップS11)。コントローラ30は、外枠部11aに設けられた30個の圧力センサ21(図3参照)の検出値に基づいて、基準値以上の圧力を感知している圧力センサ21の数を取得する。圧力センサ21が基準値以上の圧力を感知していることは、その圧力センサ21が設置された外枠部11aの部位(センサ設置領域)に物体が接触していることを示す。以下、基準値以上の圧力を感知した圧力センサ21を、「感知有りセンサ」と称する場合がある。
Referring to FIG. 6,
全ての圧力センサ21の数(30個)に対する、感知有りセンサの数の割合が、吸気口P1の接触割合に相当する。全ての圧力センサ21の数(この実施の形態では30個)は、ユーザがシステムの構成を意図的に変更するなどしなければ、基本的には変わらないため、感知有りセンサの数が、実質的に吸気口P1の接触割合を示すことになる。たとえば、感知有りセンサの数が9個であることは、吸気口P1の接触割合が30%(=100×9/30)であることを示す。
The ratio of the number of sensed sensors to the number (30) of all the
次いで、ステップS12において、コントローラ30は、ステップS11で検出した吸気口P1の接触割合が第1しきい値Th1未満であるか否かを判断する。Th1は、任意に設定できるしきい値であり、たとえばコントローラ30の記憶装置に記憶されている。あらかじめ実験等により、蓄電装置を保護するために適したTh1を求めて、コントローラ30の記憶装置に格納してもよい。この実施の形態では、Th1を30%とする。すなわち、ステップS11で検出した感知有りセンサの数が9個未満であれば、吸気口P1の接触割合が第1しきい値Th1未満であると判断する。
Next, in step S12, the
吸気口P1の接触割合がTh1以上である(すなわち、感知有りセンサの数が9個以上である)と判断された場合(ステップS12においてNO)には、コントローラ30が、送風装置13に対して風量増量制御(ステップS13)を行なった後、吸気口P1が閉塞されていることをユーザへ知らせる報知処理(ステップS14)を行なう。そして、報知処理の実行後、処理はメインルーチンへと戻される。
When it is determined that the contact ratio of the intake port P1 is Th1 or more (that is, the number of sensors with sensing is 9 or more) (NO in step S12), the
ステップS13では、コントローラ30が、送風装置13に対する風量増量制御用の駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて送風装置13を制御する。これにより、送風装置13の駆動量(羽根車の回転速度)が通常運転時の駆動量(電池状態−風量対応情報に基づいて決定される駆動量)よりも大きくなる。送風装置13の駆動量が大きくなるほど、送風装置13から電池パック14へ向かう空気(冷却風)の風量が多くなる。風量増量制御の実行により増加する風量(以下、「風量増加分」と称する場合がある)は、固定値であってもよいし、吸気口P1の接触割合等に応じて可変であってもよい。
In step S13, the
たとえば、吸気口P1の接触割合と、風量増加分との関係を示す情報(以下、「接触割合−増加風量対応情報」と称する)を、あらかじめ実験等によって求めてコントローラ30の記憶装置に格納してもよい。図7は、接触割合−増加風量対応情報の一例(テーブル)を示す図である。
For example, information indicating the relationship between the contact ratio of intake port P1 and the increase in air volume (hereinafter referred to as “contact ratio-increased air volume correspondence information”) is obtained in advance by experiment and stored in the storage device of
図7を参照して、このテーブルは、吸気口P1の接触割合が大きくなるほど風量増加分が大きくなるような関係を規定する。コントローラ30は、たとえば図7に示すようなテーブルを参照することで、吸気口P1の接触割合に応じて風量増加分を変えることができる。コントローラ30は、吸気口P1の接触割合が大きいほど電池パック14への空気(冷却風)の風量を大きくすることができる。
Referring to FIG. 7, this table defines a relationship such that the increase in the air flow rate increases as the contact ratio of the air intake port P1 increases. The
再び図6を参照して、ステップS14では、コントローラ30が、所定の報知処理を行なう。コントローラ30は、たとえば、吸気口P1が閉塞されていることを示す情報をディスプレイ40に表示させる。ステップS13において送風装置13の羽根車の回転速度を大きくすることによって騒音(たとえば、ファンノイズ)が発生し得るため、その原因をユーザに知らせることが望ましい。なお、ユーザへの報知の方法は任意であり、表示(文字または画像等)で知らせてもよいし、音(音声を含む)で知らせてもよいし、ランプを点灯(点滅を含む)させてもよい。
Referring again to FIG. 6, in step S14,
他方、ステップS12において吸気口P1の接触割合がTh1未満であると判断された場合(ステップS12においてYES)には、コントローラ30が、レーザセンサ23の出力信号を用いて、吸気口P1前の検出範囲における物体の大きさを検出する(ステップS21)。
On the other hand, when it is determined in step S12 that the contact ratio of the intake port P1 is less than Th1 (YES in step S12), the
レーザセンサ23は、吸気口P1に向かってレーザ光を照射し、受光素子で検出される光量の違いに基づいて、吸気口P1及び物体の少なくとも一方が存在する領域とそれ以外の領域とを区別して示す画像信号を出力する。このため、コントローラ30は、レーザセンサ23の出力信号に基づいて、吸気口P1及びその前に存在する物体を含む領域の輪郭と、その輪郭内の面積とを検出することができる。また、コントローラ30は、その面積に基づいて、吸気口P1前の検出範囲における物体の大きさを検出することができる。具体的には、コントローラ30は、以下に示す比率Y/Xを物体の大きさとして取得する。図8は、物体の大きさが検出される原理を説明するための図である。
The
図8を参照して、吸気口P1前に物体が存在しない場合には、吸気口P1の輪郭S1(すなわち、吸気口P1が存在する領域とその以外の領域との境界)を示す画像信号が、レーザセンサ23からコントローラ30へ入力される。また、吸気口P1前に物体が存在する場合には、吸気口P1と吸気口P1前に存在する物体とを含む領域の輪郭S3(吸気口P1及び物体の少なくとも一方が存在する領域とその以外の領域との境界)を示す画像信号が、レーザセンサ23からコントローラ30へ入力される。図8において、輪郭S2は、吸気口P1前に存在する物体の輪郭を示している。
Referring to FIG. 8, when there is no object in front of intake port P1, an image signal indicating contour S1 of intake port P1 (that is, the boundary between the area where intake port P1 exists and the other area) is , And from the
コントローラ30は、レーザセンサ23の出力信号に基づいて、輪郭S1内の面積(以下、「面積X」と称する)と輪郭S3内の面積(以下、「面積Y」と称する)とを検出する。そして、面積Yを面積Xで除算することにより、面積Xに対する面積Yの比率(以下、「比率Y/X」と称する)を算出する。面積Xは、吸気口P1の大きさに対応した値を示す。また、面積Yは、物体の大きさに概ね対応した値を示す。また、比率Y/Xは、面積Yよりも高い精度で物体の大きさに対応した値を示す。この理由は、レーザセンサ23により検出された面積Xを基準にすることで、レーザセンサ23の検出誤差による精度の低下が抑制されるからであると考えられる。吸気口P1前に存在する物体が大きいほど、比率Y/Xは大きくなる。
The
なお、上記方法では、物体の大きさを簡単に検出するために、輪郭S3内の面積を用いて物体の大きさを求めているが、輪郭S3内の面積に代えて輪郭S2内の面積を用いてもよい。コントローラ30は、画像処理を行なうことにより、輪郭S2、及び輪郭S2内の面積を検出することができる。
In the above method, in order to easily detect the size of the object, the size of the object is determined using the area in the outline S3, but instead of the area in the outline S3, the area in the outline S2 is You may use. The
再び図6を参照して、コントローラ30は、ステップS21で検出した物体の大きさ(比率Y/X)が第2しきい値Th2未満であるか否かを判断する(ステップS22)。Th2は、任意に設定できるしきい値であり、たとえばコントローラ30の記憶装置に記憶されている。あらかじめ実験等により、蓄電装置を保護するために適したTh2を求めて、コントローラ30の記憶装置に格納してもよい。この実施の形態では、Th2を1.3とする。すなわち、ステップS21で検出した面積Yが面積Xの1.3倍未満であれば、物体の大きさが第2しきい値Th2未満であると判断する。
Referring again to FIG. 6,
物体の大きさ(比率Y/X)がTh2未満であると判断された場合(ステップS22においてYES)には、処理がメインルーチンへと戻される。他方、物体の大きさ(比率Y/X)がTh2以上であると判断された場合(ステップS22においてNO)には、コントローラ30が、測長センサ22の検出値を用いて、吸気口P1と吸気口P1前の物体との距離を検出する(ステップS23)。
If it is determined that the size of the object (ratio Y / X) is less than Th2 (YES in step S22), the process returns to the main routine. On the other hand, when it is determined that the size of the object (ratio Y / X) is Th2 or more (NO in step S22),
図9は、吸気口P1と物体との距離が検出される原理を説明するための図である。図9に示される測長センサ22は、反射型MAモーションセンサ(三角測距式センサ)である。ただしこれに限定されず、他の検出方式の測長センサも採用できる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle by which the distance between the intake port P1 and the object is detected. The
図9を参照して、測長センサ22は、光ビームL1を投射して、その反射光L2により物体(人体等)までの距離を検出するように構成される。測定範囲(光ビームL1の投射範囲)に複数の物体が存在する場合には、測長センサ22は、吸気口P1に最も近い物体と、吸気口P1との距離を検出する。なお、測長センサ22の測定範囲は、たとえばレーザセンサ23の測定範囲(レーザ照射範囲)に合わせて設定される。これらの範囲を重複させることで、単一の物体について大きさ及び距離を検出することができる。
Referring to FIG. 9, the
再び図6を参照して、コントローラ30は、ステップS23で検出した距離が第3しきい値Th3未満であるか否かを判断する(ステップS24)。Th3は、任意に設定できるしきい値であり、たとえばコントローラ30の記憶装置に記憶されている。あらかじめ実験等により、蓄電装置を保護するために適したTh3を求めて、コントローラ30の記憶装置に格納してもよい。この実施の形態では、Th3を80mmとする。すなわち、吸気口P1と物体との距離が80mm未満であれば、ステップS24において距離が第3しきい値Th3未満であると判断される。
Referring again to FIG. 6,
吸気口P1と物体との距離がTh3以上であると判断された場合(ステップS24においてNO)には、処理がメインルーチンへと戻される。他方、吸気口P1と物体との距離がTh3未満であると判断された場合(ステップS24においてYES)には、コントローラ30が、電池温度センサ27の検出値を用いて、電池パック14内の電池の温度が第4しきい値Th4未満であるか否かを判断する(ステップS25)。第4しきい値Th4は、任意に設定できるしきい値であり、たとえばコントローラ30の記憶装置に記憶されている。あらかじめ実験等により、蓄電装置を保護するために適した第4しきい値Th4を求めて、コントローラ30の記憶装置に格納してもよい。電池の種類(リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等)ごとに異なる第4しきい値Th4を記憶装置内に用意し、コントローラ30が、現在使用中の電池の種類(すなわち、電池パック14内の電池の種類)に対応した第4しきい値Th4を用いて上記の判断を行なうようにしてもよい。
If it is determined that the distance between the intake port P1 and the object is Th3 or more (NO in step S24), the process returns to the main routine. On the other hand, when it is determined that the distance between intake port P1 and the object is less than Th3 (YES in step S24),
電池の温度が第4しきい値Th4未満であると判断された場合(ステップS25においてYES)には、蓄電装置の温度は正常である(すなわち、蓄電装置を冷却する必要はない)と判断され、処理がメインルーチンへと戻される。他方、電池の温度が第4しきい値Th4以上であると判断された場合(ステップS25においてNO)には、コントローラ30が、電流センサ26の検出値を用いて、電池パック14内の電池の負荷が第5しきい値Th5未満であるか否かを判断する(ステップS26)。詳細は後述するが、この実施の形態では、電池の負荷が第5しきい値Th5未満である場合には風量増量制御を実行し、電池の負荷が第5しきい値Th5以上である場合には風量増量制御を実行しない。
If it is determined that the temperature of the battery is lower than fourth threshold value Th4 (YES in step S25), it is determined that the temperature of the power storage device is normal (that is, the power storage device does not have to be cooled). , Processing is returned to the main routine. On the other hand, when it is determined that the temperature of the battery is equal to or higher than fourth threshold value Th4 (NO in step S25),
電池の負荷は、車両走行時などに電池にかかる負荷であり、電池の電流値の2乗(I2)で表すことができる。第5しきい値Th5は、任意に設定できるしきい値であり、たとえばコントローラ30の記憶装置に記憶されている。蓄電装置の温度を適切に調節するためには、下記式(1)で表される電池パック14内の電池の発熱量H1(以下、単に「H1」と称する)と、下記式(2)で表される送風装置13の冷却可能発熱量H2(以下、単に「H2」と称する)とに基づいて、第5しきい値Th5を設定することが好ましい。
The load of the battery is a load applied to the battery when the vehicle is traveling or the like, and can be represented by the square (I 2 ) of the current value of the battery. The fifth threshold Th5 is a threshold that can be set arbitrarily, and is stored, for example, in a storage device of the
H1=I2×R …(1)
H2=kF×Q×(Tb−Tc) …(2)
式(1)において、「I」は電池の電流値を表し、「R」は電池の内部抵抗を表す。コントローラ30は、電流センサ26の検出値を用いて、電池の電流値を検出することができる。電池の内部抵抗は、たとえばコントローラ30の記憶装置内に保存されている。電池の内部抵抗は、たとえば電池パック14を温度調節システム100に搭載する時にコントローラ30の記憶装置に格納される。
H1 = I 2 × R (1)
H2 = kF × Q × (Tb−Tc) (2)
In Formula (1), "I" represents the current value of the battery, and "R" represents the internal resistance of the battery. The
式(2)において、「kF」は、電池パック14内の電池に対する送風装置13の冷却性能係数を表す。kFは、送風装置13により風量を1m3/h増加させて電池の温度を1℃下げるときに電池の熱をどれだけ取り去ることができるかを示す係数である。kFを算出する際には、電池の温度の飽和値が使用される。kFは、電池パック14内の電池の種類及びセル数、並びにダクト構造(空気の流れやすさ)等で決まる。kFは、あらかじめ実験等により求められて、コントローラ30の記憶装置に格納されている。
In equation (2), “kF” represents the cooling performance coefficient of the
式(2)において、「Q」は送風装置13の風量を表し、「Tb」は電池パック14内の電池の温度を表し、「Tc」は吸気温度(電池パック14に供給される空気の温度)を表す。コントローラ30は、回転センサ24の検出値を用いて、送風装置13の風量(Q)を検出することができる。コントローラ30は、電池温度センサ27の検出値を用いて、電池パック14内の電池の温度(Tb)を検出することができる。コントローラ30は、吸気温度センサ25の検出値を用いて吸気温度(Tc)を検出することができる。
In equation (2), “Q” represents the air volume of
図10は、ステップS26の判断で使用される第5しきい値Th5の設定方法を説明するための図である。図10において、実線k1及びk2は、電池パック14内の電池の温度の推移を示している。詳しくは、実線k1は、H1がH2よりも大きい条件で送風装置13の風量制御が行なわれている場合の電池温度の推移を示し、実線k2は、H1がH2以下である条件で送風装置13の風量制御が行なわれている場合の電池温度の推移を示している。
FIG. 10 is a diagram for describing a method of setting the fifth threshold value Th5 used in the determination of step S26. In FIG. 10, solid lines k1 and k2 indicate the transition of the temperature of the battery in the
図10を参照して、実線k1で示されるように、H1がH2よりも大きい場合には、電池の温度上昇が十分に抑制されず、電池の温度が収束しないで上昇し続けている。他方、H1がH2以下である場合には、実線k2で示されるように、時間の経過に伴い電池の温度上昇が抑制され、電池の温度が収束している。 Referring to FIG. 10, as indicated by solid line k1, when H1 is larger than H2, the temperature rise of the battery is not sufficiently suppressed, and the temperature of the battery continues to rise without convergence. On the other hand, when H1 is equal to or less than H2, as shown by the solid line k2, the temperature rise of the battery is suppressed with the passage of time, and the temperature of the battery converges.
電池の負荷(I2)が大きい場合には、H1(上記式(1)参照)が大きくなるため、後述するステップS13で風量増量制御を行なってもH1がH2以下にならないことがある。H1がH2よりも大きい条件で風量増量制御を行なっても電池パック14内の電池を十分に冷却することはできない(図10中の実線k1参照)。そこで、ステップS26(図6)において、コントローラ30が、電池の負荷が過剰に大きいか否か(すなわち、後述する風量増量制御で十分に冷却できないほど大きいか否か)を判断し、電池の負荷が過剰に大きい場合には風量増量制御を実行しないようにしている。ステップS26の判断で使用される第5しきい値Th5は、風量増量制御を行なったときにH1がH2よりも大きくなる場合には、ステップS26において電池の負荷が第5しきい値Th5以上であると判断され、風量増量制御を行なったときにH1がH2以下になる場合には、ステップS26において電池の負荷が第5しきい値Th5未満であると判断されるように設定されることが好ましい。
When the load (I 2 ) of the battery is large, H1 (see the above equation (1)) becomes large, so H1 may not fall below H2 even if the air amount increase control is performed in step S13 described later. Even if air volume increase control is performed under the condition that H1 is larger than H2, the batteries in the
電池の負荷が第5しきい値Th5以上であると判断された場合(ステップS26においてNO)には、蓄電装置の負荷が過剰に大きい(すなわち、風量の増加によって蓄電装置の温度を適切に調節できない)と判断され、処理がメインルーチンへと戻される。この場合、電池の負荷を低下させる制御、及び/又は、ユーザへの報知処理を行なうことが好ましい。たとえば、コントローラ30が、電池の負荷が大きい旨を車両200のECU(Electronic Control Unit)に伝えて、車両200のECUにより電池の電流を制限する処理が行なわれるようにしてもよい。また、コントローラ30が、電池の負荷が大きい旨をユーザに報知して、電池に負荷がかからない条件での走行をユーザに促すようにしてもよい。
When it is determined that the load of the battery is equal to or higher than the fifth threshold Th5 (NO in step S26), the load of the power storage device is excessively large (that is, the temperature of the power storage device is appropriately adjusted Can not be determined), and the process is returned to the main routine. In this case, it is preferable to perform control to reduce the load of the battery and / or notification processing to the user. For example,
他方、電池の負荷が第5しきい値Th5未満であると判断された場合(ステップS26においてYES)には、コントローラ30が、送風装置13に対して風量増量制御(ステップS13)を行なった後、吸気口P1付近に大きな物体があることをユーザへ知らせる報知処理(ステップS14)を行なう。そして、報知処理の実行後、処理はメインルーチンへと戻される。
On the other hand, when it is determined that the load of the battery is less than the fifth threshold value Th5 (YES in step S26),
ステップS13では、基本的には、前述したステップS12で吸気口P1の接触割合が第1しきい値Th1未満であると判断された場合と同じように送風装置13を制御して、風量増量制御を実行する。この風量増量制御の実行により増加する風量(風量増加分)は、固定値であってもよいし、電池の種類等に応じて可変であってもよい。
In step S13, basically, the
たとえば、電池の種類と風量増加分との関係を示す情報(以下、「電池種類−増加風量対応情報」と称する)を、あらかじめ実験等によって求めてコントローラ30の記憶装置に格納してもよい。図11は、電池種類−増加風量対応情報の一例(テーブル)を示す図である。図11において、「Ni」はニッケル水素電池を示し、「Li」はリチウムイオン電池を示す。
For example, information indicating the relationship between the type of battery and the increase in air volume (hereinafter, referred to as "battery type-increased air volume correspondence information") may be obtained in advance by experiment or the like and stored in the storage device of the
図11を参照して、このテーブルは、電池パック14内の電池がニッケル水素電池である場合の風量増加分として、電池パック14内の電池がリチウムイオン電池である場合の風量増加分よりも大きい風量を規定する。コントローラ30は、たとえば図11に示すようなテーブルを参照することで、電池パック14内の電池の種類(リチウムイオン電池、ニッケル水素電池)に対応した風量増加分で上記の風量増量制御を行なうことができる。電池の種類は、たとえばコントローラ30の記憶装置内に保存されている。電池の種類は、たとえば電池パック14を温度調節システム100に搭載する時にコントローラ30の記憶装置に格納される。
Referring to FIG. 11, this table is larger as the increase in air volume when the battery in
風量増加分の決定方法は、上記の方法に限られず任意である。たとえば、吸気口P1の接触割合と、吸気口P1前の物体の大きさと、吸気口P1と吸気口P1前の物体との距離と、風量増加分との関係を示す情報(以下、「物体−増加風量対応情報」と称する)を、あらかじめ実験等によって求めてコントローラ30の記憶装置に格納してもよい。そして、コントローラ30が、物体−増加風量対応情報を参照して、吸気口P1の接触割合(ステップS11の検出値)と、吸気口P1前の物体の大きさ(ステップS21の検出値)と、吸気口P1と吸気口P1前の物体との距離(ステップS23の検出値)とに対応した風量増加分で上記の風量増量制御を行なうようにしてもよい。
The method of determining the increase in air flow rate is not limited to the above method and is arbitrary. For example, information indicating the relationship between the contact ratio of the intake port P1, the size of the object in front of the intake port P1, the distance between the intake port P1 and the object in front of the intake port P1, and the increase in air volume (hereinafter referred to as "object- The “increased air volume correspondence information” may be obtained in advance by experiments or the like and stored in the storage device of the
ステップS14では、コントローラ30が、所定の報知処理を行なう。コントローラ30は、たとえば、吸気口P1付近に大きな物体があることを示す情報をディスプレイ40に表示させる。
In step S14, the
上記図6の処理を繰り返し行なうことで、条件A〜Cを必要条件として含む風量増加条件(ステップS12、S22、S24〜S26)が成立する場合に、送風装置13の羽根車の回転速度が大きくなって、電池パック14への空気(冷却風)の風量が増加する。これにより、吸気口P1付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、電池パック14内の電池(蓄電装置)の温度を適切に調節することが可能になる。
By repeatedly performing the process of FIG. 6, when the air volume increase condition (steps S12, S22, S24 to S26) including the conditions A to C is satisfied, the rotational speed of the impeller of the
車両に搭載された温度調節システムの吸気口の位置は、車室内のリアシートの下に限られず任意である。図12は、温度調節システムの吸気口がシートサイドに設けられた例を示す図である。 The position of the intake port of the temperature control system mounted on the vehicle is not limited to the position under the rear seat in the vehicle interior and is optional. FIG. 12 is a view showing an example in which the intake port of the temperature control system is provided on the seat side.
図12を参照して、たとえば、リアシート42のシートサイド42cに吸気口P11,P12を設けてもよい。この例では、吸気口P11,P12がシートクッション42a近傍に配置されている。このため、シートクッション42a上に荷物が置かれたり、乗員がシートクッション42aの吸気口P11,P12近傍に座ったりすることで、吸気口P11,P12前に物体(人の身体や荷物等)が存在するようになって、吸気口P11,P12から空気を取り込みにくくなることがある。こうした吸気口P11,P12を有する温度調節システムにおいても、上記図6の処理を行なうことが有効である。上記図6の処理を行なうことで、吸気口P11,P12付近に大きな物体(人の身体や荷物等)が存在する場合であっても、電池パック14内の電池の温度を適切に調節することが可能になる。
Referring to FIG. 12, for example, intakes P11 and P12 may be provided on
図13は、図12に示した例におけるレーザセンサ23の位置を示す図である。図13を参照して、レーザセンサ23は、フロントシート41の吸気口P11,P12に対向する位置(たとえば、フロントシート41のシートサイドの裏)に配置することができる。なお、図13には、吸気口P12に対するレーザセンサ23しか示していないが、吸気口P11に対するレーザセンサ23も同じように、フロントシート41(たとえば、フロントシート41のシートサイドの裏)に設けることができる。
FIG. 13 is a diagram showing the position of the
上記図6の処理では、条件A〜Cを必要条件として含む風量増加条件(ステップS12、S22、S24〜S26)が成立しない場合、すなわち吸気口P1の接触割合がTh1よりも大きい場合(条件Aが成立しない場合)にも、風量増量制御を行なうようにしている。しかしこれに限られず、吸気口P1の接触割合がTh1よりも大きい場合(ステップS12においてYES)には風量増量制御(ステップS13)を実行せず報知処理(ステップS14)のみを行なうようにしてもよい。 In the process of FIG. 6, when the air volume increase condition (steps S12, S22, S24 to S26) including the conditions A to C is not satisfied, that is, the contact ratio of the inlet P1 is larger than Th1 (condition A) In the case where (1) does not hold true), the air flow rate increase control is performed. However, the invention is not limited to this, and when the contact ratio of the intake port P1 is larger than Th1 (YES in step S12), only the notification process (step S14) may be performed without executing the air volume increasing control (step S13). Good.
ステップS26で電池の負荷が第5しきい値Th5以上であると判断された場合(ステップS26においてNO)に、風量増量制御を行なうとともに、他の制御(電池電流の制限等)を行なうように、図6の処理を変更してもよい。 If it is determined in step S26 that the load of the battery is equal to or greater than the fifth threshold Th5 (NO in step S26), air flow rate increase control is performed, and other control (restriction of battery current etc.) is performed. The process of FIG. 6 may be changed.
ステップS12、S22、S24〜S26において各検出値(接触割合、物体の大きさ、距離、電池温度、電池負荷)がしきい値と一致する場合にYES、NOのいずれと判断するかは任意に変更可能であり、図6に示す例とは異なるように変更してもよい。 In each of steps S12, S22, and S24 to S26, when each detected value (contact ratio, size of object, distance, battery temperature, battery load) matches the threshold value, it is arbitrarily determined as YES or NO. It can be changed, and may be changed to be different from the example shown in FIG.
上記図6の処理では、条件A〜Cの全てが成立していて(ステップS12、S22、S24)、電池パック14内の電池が、温度調節が必要な状態であり、かつ、風量の増加によって適切に温度調節できる状態である場合(ステップS25、S26)に、風量増加条件が成立するようにした。ただしこれに限られず、風量増加条件が成立するための十分条件は、条件A〜Cの全てが成立することだけであってもよい。たとえば、ステップS24において吸気口P1と物体との距離がTh3未満であると判断された場合にステップS25及びS26を経ずに風量増量制御が実行されるように、図6の処理を変更してもよい。
In the process of FIG. 6, all of the conditions A to C are satisfied (steps S12, S22, and S24), and the battery in the
前述の図6の処理では、電池パック14内の電池の温度が上昇しやすい状況において電池の温度が過剰に高くならないように、ステップS13で電池を冷却するための風量増量制御を行なうようにした。しかしこれに限られず、ステップS13において電池パック14への温風(蓄電装置を温めるための空気)の風量が増加されるように図6の処理を変更して、電池パック14内の電池の温度が低くなりやすい状況において電池の温度が過剰に低くならないようにしてもよい。
In the process of FIG. 6 described above, the air flow rate increase control for cooling the battery is performed in step S13 so that the temperature of the battery does not become excessively high in a situation where the temperature of the battery in the
図1に示したシステムの構成、及び図3に示したセンサの位置及び数は、風量制御を適切に行なうことができる範囲で変更可能である。たとえば、送風装置13は電池パック14と排気口P2との間に配置されてもよい。また、測長センサ22の数は1つであってもよい。
The configuration of the system shown in FIG. 1 and the position and number of sensors shown in FIG. 3 can be changed as long as the air volume control can be appropriately performed. For example, the
吸気口P1の接触割合、吸気口P1前の物体の大きさ、及び吸気口P1と物体との距離の検出方法は、前述の方法に限られず任意である。たとえば、カメラ(撮像素子)を用いて、物体の大きさを検出してもよい。また、吸気口P1側に受光素子を設けて、吸気口P1に向かって光を照射するようにしてもよい。吸気口P1前に物体が存在すると、物体によって光が遮られる領域(すなわち、物体の大きさに対応する領域)においては上記の受光素子で光を検知できなくなる。こうした原理に基づいて検出した物体の投影面積を、物体の大きさとして用いてもよい。 The method of detecting the contact ratio of the intake port P1, the size of the object in front of the intake port P1, and the distance between the intake port P1 and the object is not limited to the method described above, and is arbitrary. For example, a camera (image sensor) may be used to detect the size of the object. Alternatively, a light receiving element may be provided on the intake port P1 side to emit light toward the intake port P1. If an object is present in front of the air inlet P1, the light receiving element can not detect light in a region where light is blocked by the object (that is, a region corresponding to the size of the object). The projection area of the object detected based on such a principle may be used as the size of the object.
本開示の蓄電装置の温度調節システムが適用される対象は、車両に限られず任意である。適用対象は、たとえば、他の乗り物(船、飛行機等)であってもよいし、建物(住宅、工場等)であってもよい。 The target to which the temperature control system for a power storage device of the present disclosure is applied is not limited to a vehicle, and is arbitrary. The application target may be, for example, another vehicle (ship, plane, etc.) or a building (house, factory, etc.).
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10a 吸気ダクト、10b 接続ダクト、10c 排気ダクト、11 ベゼル、11a 外枠部、11b 吸気部、12 フィルタ、13 送風装置、14 電池パック、21 圧力センサ、22 測長センサ、23 レーザセンサ、24 回転センサ、25 吸気温度センサ、26 電流センサ、27 電池温度センサ、30 コントローラ、40 ディスプレイ、41 フロントシート、41a,42a シートクッション、41b,42b シートバック、42 リアシート、42c シートサイド、43 パッケージトレイ、100 温度調節システム、200 車両、P1,P11,P12 吸気口、P2 排気口。 10a intake duct, 10b connection duct, 10c exhaust duct, 11 bezel, 11a outer frame portion, 11b intake portion, 12 filter, 13 air blower, 14 battery pack, 21 pressure sensor, 22 length measuring sensor, 23 laser sensor, 24 rotation Sensors, 25 intake temperature sensors, 26 current sensors, 27 battery temperature sensors, 30 controllers, 40 displays, 41 front seats, 41a, 42a seat cushions, 41b, 42b seat backs, 42 rear seats, 42c seat sides, 43 package trays, 100 Temperature control system, 200 vehicles, P1, P11, P12 Intake, P2 exhaust.
Claims (1)
前記吸気口の周囲領域のうち物体が接触している領域の割合を検出する接触割合検出装置と、
前記吸気口前の検出範囲における物体の大きさを検出する物体サイズ検出装置と、
前記吸気口と前記吸気口前の物体との距離を測定する距離測定装置と、
前記吸気口から取り込まれた空気を前記蓄電装置へ送風する送風装置と、
前記送風装置を制御することにより前記蓄電装置への前記空気の風量を変更する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、所定の条件が成立する場合には、前記接触割合検出装置により検出された割合が第1しきい値よりも小さく、かつ、前記所定の条件が成立しない場合よりも、前記蓄電装置への前記空気の風量を増加させるように前記送風装置を制御し、
前記所定の条件は、
前記接触割合検出装置により検出された割合が前記第1しきい値よりも小さいことと、
前記物体サイズ検出装置により検出された物体の大きさが第2しきい値よりも大きいことと、
前記距離測定装置により測定された距離が第3しきい値よりも小さいことと、
を必要条件として含む、蓄電装置の温度調節システム。 What is claimed is: 1. A temperature control system for a power storage device, which takes in air from an air inlet and adjusts the temperature of the power storage device using the taken-in air,
A contact ratio detection device that detects a ratio of a region in which an object is in contact in a peripheral region of the intake port;
An object size detection device for detecting the size of an object in a detection range in front of the intake port;
A distance measuring device for measuring the distance between the air intake and an object in front of the air intake;
An air blower for blowing air taken in from the air inlet to the power storage device;
A control device that changes an air flow rate of the air to the power storage device by controlling the air blower;
Equipped with
When the predetermined condition is satisfied, the control device is configured to store the electric power more than when the ratio detected by the contact ratio detection device is smaller than the first threshold and the predetermined condition is not satisfied. Controlling the blower to increase the volume of the air to the device;
The predetermined condition is
The ratio detected by the contact ratio detection device being smaller than the first threshold;
The size of the object detected by the object size detection device being greater than a second threshold;
The distance measured by the distance measuring device being smaller than a third threshold value;
Temperature control system for power storage device, including as a requirement.
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