JP2008041461A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風ダクトのどこが閉塞状態になったかを、簡単な構成で確実に判定する。
【解決手段】電源装置は、電池ケース２の空気通路６と吸気ダクト３と排気ダクト４からなる送風ダクト７に、冷却用の空気をファン５で強制送風すると共に、送風ダクト７の異常を検出機構８で検出する。検出機構８は、ファン５のモータ負荷を検出する負荷センサ２０と、吸気ダクト３に連結される第１の圧力弁２１と、この圧力弁から排気される空気の温度を検出する第１の温度センサ２３と、排気ダクト４に連結される第２の圧力弁２２と、この圧力弁から排気される空気の温度を検出する第２の温度センサ２４と、判定回路２５とを備える。電源装置は、判定回路２５が、モータ負荷で送風ダクト７の閉塞状態を検出し、送風ダクト７の閉塞状態において、第１の温度センサ２３と第２の温度センサ２４の検出温度で、吸気ダクト３と電池ケース２と排気ダクト４の閉塞状態を判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池を内蔵する電池ケースに吸気ダクトと排気ダクトを連結して冷却用の空気を強制送風して電池を冷却する電源装置に関し、とくに、吸気ダクトと電池ケースと排気ダクトの閉塞状態を検出できる電源装置に関する。

電池ケースに多数の電池を内蔵する電源装置は、出力電圧を高くするために、電池ケースに内蔵する電池を直列に接続している。この種の電源装置は、主として、ハイブリッドカーや電気自動車などの車両を走行させるモータを駆動する電源として使用される。電池ケースに多数の電池を内蔵して出力を大きくしている電源装置は、電池に流れる大きな充放電の電流で電池温度が高くなる。電池は、温度が異常に高くなると電気性能が低下するので強制送風して冷却している。この構造の電源装置は、電池を内蔵する電池ケースに、吸気ダクトと排気ダクトを連結し、ファンで空気を強制送風する。強制送風される空気は、吸気ダクトから電池ケースに流入されて、電池ケース内の電池を冷却する。電池を冷却した空気は電池ケースから排気ダクトに排気される。この構造の電源装置は、吸気ダクトと電池ケース内の空気通路と排気ダクトからなる送風ダクトに冷却用の空気を強制送風する。空気が強制送風される送風ダクトは、空気に含まれる埃などが次第に付着して、空気の流れを悪くする。この弊害を少なくするために、送風ダクトの吸入側にはフィルタを設けて、空気を清澄に濾過している。ただ、フィルタでは空気に含まれる異物を完全には除去できない。とくに、フィルタに、小さい埃を効果的に除去する高密度な不織布や連続気泡のウレタンフォーム等を使用すると、フィルタの空気通過抵抗が大きくなって、空気の風量が減少する。また、高密度なフィルタは目詰まりし易く、メンテナンスに手間がかかる欠点がある。

フィルタの目詰まりによる弊害を解消するために、フィルタの目詰まりを検出し、また送風ダクトの詰まりを検出する装置が開発されている。（特許文献１〜３参照）
特開平５−１５４３２３号公報 特開平６−２２１５９９号公報 特開平９−７２５３９号公報

特許文献１と２は、フィルタの目詰まりを検出する装置を記載する。これらの公報に記載される装置は、フィルタの目詰まりを検出できるが、送風ダクトに埃が堆積したかどうかを判別できない。特許文献３は、送風ダクトの詰まりとその他の異常を検出する燃焼装置等に使用される送風装置が記載される。特許文献３の送風装置は、送風ダクトの詰まりとその他の異常を検出できるが、電池を内蔵する電池ケースと吸気ダクトと排気ダクトを連結して、どの部分に埃などが詰まったかを判定できない。

本発明は、従来の装置では実現できない、送風ダクトの詰まりに加えて、送風ダクトを構成している電池ケース内と吸気ダクトと排気ダクトのどの部分に埃などが詰まって閉塞状態になったかを、簡単な構成で確実に判定できる電源装置を提供することにある。

本発明の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電源装置は、電池１を内蔵している電池ケース２と、この電池ケース２に連結されて、ケース内に冷却用の空気を送風する吸気ダクト３と、電池ケース２を通過した空気をケース外に排気する排気ダクト４と、冷却用の空気を吸気ダクト３から電池ケース２を通過して排気ダクト４に強制送風するファン５と、吸気ダクト３と電池ケース２内の空気通路６と排気ダクト４からなる送風ダクト７の異常を検出する検出機構８とを備える。検出機構８は、送風ダクト７に空気を強制送風するファン５のモータ負荷を検出する負荷センサ２０と、吸気ダクト３に連結されて所定の圧力で開弁する第１の圧力弁２１と、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出する第１の温度センサ２３と、排気ダクト４に連結されて所定の圧力で開弁する第２の圧力弁２２と、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出する第２の温度センサ２４と、負荷センサ２０と第１の温度センサ２３と第２の温度センサ２４の信号で、送風ダクト７の異常を判定する判定回路２５とを備える。電源装置は、判定回路２５が、モータ負荷で送風ダクト７の閉塞状態を検出し、送風ダクト７の閉塞状態において、第１の温度センサ２３と第２の温度センサ２４の検出温度で、吸気ダクト３と電池ケース２と排気ダクト４の閉塞状態を判別する。

本発明の電源装置は、負荷センサ２０を、モータ２６に流れる電流を検出する電流センサとして、この電流センサで検出するモータ２６の電流値が設定電流よりも小さいとき、送風ダクト７を閉塞状態と判定することができる。

本発明の電源装置は、負荷センサ２０を、モータ２６の回転数を検出する回転センサとして、この回転センサで検出するモータ２６の回転数が設定回転数よりも大きいとき、送風ダクト７を閉塞状態と判定することができる。

本発明の電源装置は、判定回路２５が、第１の設定温度を記憶するメモリを備え、このメモリに記憶される第１の設定温度を、第１の温度センサ２３が検出する第１の検出温度に比較して、第１の検出温度が第１の設定温度よりも低いとき、吸気ダクト３の閉塞状態と判定することができる。

本発明の電源装置は、判定回路２５が、第１の設定温度と第２の設定温度を記憶するメモリを備え、このメモリに記憶される第１の設定温度を第１の温度センサ２３が検出する第１の検出温度に比較すると共に、メモリに記憶される第２の設定温度を第２の温度センサ２４が検出する第２の検出温度に比較することができる。この電源装置は、第１の検出温度が第１の設定温度よりも高く、かつ第２の検出温度が第２の設定温度よりも低いとき、電池ケース２内の閉塞状態と判定し、第１の検出温度が第１の設定温度よりも高く、かつ第２の検出温度が第２の設定温度よりも高いとき、排気ダクト４の閉塞状態と判定することができる。

本発明の電源装置は、電池ケース２を内蔵する外ケース９を備え、吸気ダクト３を、外ケース９の内の第１の吸気ダクト３Ａと、この第１の吸気ダクト３Ａに連結されて外ケース９の外部に設けている第２の吸気ダクト３Ｂで構成すると共に、排気ダクト４を、外ケース９の内部に設けている第１の排気ダクト４Ａと、この第１の排気ダクト４Ａに連結されて外ケース９の外部に設けている第２の排気ダクト４Ｂとで構成し、外ケース９と電池ケース２との間に第１の吸気ダクト３Ａと第１の排気ダクト４Ａを設けることができる。この電源装置は、第１の圧力弁２１を第１の吸気ダクト３Ａに連結して、第２の圧力弁２２を第１の排気ダクト４Ａと第２の排気ダクト４Ｂのいずれかに連結することができる。

本発明は、送風ダクトの詰まりを検出できることに加えて、送風ダクトを構成する、電池ケース内と吸気ダクトと排気ダクトのどこが閉塞状態になったかを、簡単な構成で確実に判定できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、送風ダクトに空気を強制送風するファンのモータ負荷を負荷センサで検出して送風ダクトの閉塞状態を判別し、さらに、吸気ダクトに第１の圧力弁を連結して、この弁から排出される空気の温度を第１の温度センサで検出し、また、排気ダクトには第２の圧力弁を連結して、この弁から排出される空気の温度を第２の温度センサで検出し、第１の温度センサと第２の温度センサの温度から、電池ケースと吸気ダクトと排気ダクトのどの部分が閉塞状態にあるかを判定するからである。とくに、本発明の電源装置は、吸気ダクトと排気ダクトの温度を検出して、この検出温度から閉塞部分を特定するのではなく、吸気ダクトと排気ダクトの各々に圧力弁を連結し、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出して閉塞部分を判定するので、電池ケースと吸気ダクトと排気ダクトのどの部分が閉塞状態にあるかを明確に判定できる特徴がある。それは、圧力弁の開弁状態を温度センサで検出して、閉塞部分を特定するからである。

吸気ダクトと排気ダクトの温度を検出して閉塞部分を特定することは原理的に可能である。ただ、この方式では、電池ケースと吸気ダクトと排気ダクトのどの部分が閉塞状態にあるかのみでなく、電池の発熱量や吸気ダクトに吸入される空気の温度等によっても、吸気ダクトと排気ダクトの温度が変化するので、多数の変数から閉塞部分を特定する必要があって、簡単に正確に閉塞部分を特定できない。

これに対して、本発明の電源装置は、吸気ダクトと排気ダクトに連結している圧力弁の開弁状態を温度センサで検出して、圧力弁の開弁状態から閉塞部分を特定する、すなわち、ふたつの圧力弁の開閉から、電池ケースと吸気ダクトと排気ダクトの３カ所の閉塞状態を判定するので、簡単な判別でもって正確に閉塞部分を特定できる特徴がある。

また、本発明の請求項２の電源装置は、負荷センサに、モータに流れる電流を検出する電流センサを使用し、この電流センサで検出するモータの電流値から送風ダクトの閉塞状態を判別するので、簡単な負荷センサとなる電流センサでもって、送風ダクトの閉塞状態を正確に判定できる特徴がある。ファンを回転するモータは、送風ダクトが閉塞状態になると、送風する空気量が少なくなるので仕事率が低下し、モータの電流は少なくなる。この状態になると、ファンは軽く回転するようになって回転数が増加する。ただ、ファンが回転しても、ファンの仕事率が低下して送風される空気量は減少する。すなわち、空気は送風されずにファンと一緒に回転される状態となり、ファンか軽く回転される状態となる。

さらに、請求項３の電源装置は、負荷センサにモータの回転数を検出する回転センサを使用し、この回転センサで検出するモータの回転数で、送風ダクトを閉塞状態と判定するので、送風ダクトの閉塞状態を正確に判定できる特徴がある。送風ダクトが閉塞状態になると、ファンは軽く回転されるようになって回転数が多くなる。

さらにまた、本発明の請求項４の電源装置は、判定回路に、第１の設定温度を記憶するメモリを設け、このメモリに記憶される第１の設定温度を第１の温度センサが検出する第１の検出温度に比較して、第１の検出温度が第１の設定温度よりも低いとき、吸気ダクトの閉塞状態と判定するので、第１の温度センサの検出温度で、吸気ダクトの閉塞状態を確実に判別できる。

また、本発明の請求項５の電源装置は、判定回路が、第１の設定温度と第２の設定温度を記憶するメモリを備え、このメモリに記憶される第１の設定温度を第１の温度センサが検出する第１の検出温度に比較すると共に、メモリに記憶される第２の設定温度を第２の温度センサが検出する第２の検出温度に比較し、第１の検出温度が第１の設定温度よりも高く、かつ第２の検出温度が第２の設定温度よりも低いとき、電池ケース内の閉塞状態と判定し、第１の検出温度が第１の設定温度よりも高く、かつ第２の検出温度が第２の設定温度よりも高いとき、排気ダクトの閉塞状態と判定するので、電池ケースと排気ダクトのいずれの閉塞状態かを正確に判定できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１に示す電源装置は、複数の電池１を収納する電池ケース２と、この電池ケース２に連結されて冷却用の空気を送風する吸気ダクト３と、電池ケース２に連結されてケース内を通過した空気を排気する排気ダクト４と、冷却用の空気を吸気ダクト３から電池ケース２を通過させて排気ダクト４に強制送風するファン５と、吸気ダクト３と電池ケース２内の空気通路６と排気ダクト４からなる送風ダクト７の異常を検出する検出機構８とを備える。

図１の電源装置は、内部を電池収納部１０とする電池ケース２を外ケース９に入れている。この電源装置は、吸気ダクト３を外ケース９内に設けられる第１の吸気ダクト３Ａと、外ケース９の外部に設けられる第２の吸気ダクト３Ｂとで構成している。また、排気ダクト４も外ケース９内に設けられる第１の排気ダクト４Ａと、外ケース９の外部に設けられる第２の排気ダクト４Ｂとで構成している。

外ケース９は、多数の電池１を並べて収納する電池収納部１０を電池ケース２の内部に設けており、この電池ケース２の上下に空気ダクトを設けている。空気ダクトは、電池ケース２の上方にあって電池１を冷却する空気を電池収納部１０に供給する第１の吸気ダクト３Ａと、電池ケース２の下方にあって電池１を冷却した空気を電池収納部１０から排気する第１の排気ダクト４Ａからなる。第１の吸気ダクト３Ａは、外ケース９の外部で第２吸気ダクト３に連結され、第１の排気ダクト４Ａは外ケース９の外部で第２の排気ダクト４Ｂに連結される。この電源装置は、空気を、第２の吸気ダクト３Ｂ→第１の吸気ダクト３Ａ→電池ケース２の電池収納部１０→第１の排気ダクト４Ａ→第２の排気ダクト４Ｂに通過させて、電池ケース２の電池収納部１０を通過するときに、ここに収納している電池１を冷却する。

電池収納部１０に収納される電池１は、電池モジュール１Ａとして収納している。電池モジュール１Ａは、複数の素電池を直列に接続して直線状に連結したものである。電池モジュール１Ａは、たとえば５〜６個の素電池を直線状に連結している。ただ、電池モジュールは、４個以下、あるいは７個以上の素電池を連結することもできる。素電池はニッケル水素電池である。ただ、素電池は、リチウムイオン二次電池やニッケルカドミウム電池等の他の二次電池とすることもできる。図の電池モジュール１Ａは、円筒型電池を直線状に連結して円柱状としている。電池ケースに、電池モジュールを収納する電源装置は、電池モジュールの個数を多くして、出力電圧を高くできる。ただ、本発明の電源装置は、電池ケースに、電池モジュールでない電池、いいかえると、複数の素電池を収納する構造とすることもできる。

電池収納部１０に収納している複数の電池モジュール１Ａは、バスバー（図示せず）を介して互いに直列に接続される。ただ、電池ケースの電池モジュールは、直列と並列に接続することもできる。

図１の電源装置は、電池ケース２の上側に第１の吸気ダクト３Ａを設け、電池ケース２の下側に第１の排気ダクト４Ａを設けている。この電源装置は、上から下に空気を送風して、電池収納部１０の電池１を冷却する。電源装置は、図１の状態から上下を反転して配置することもできる。すなわち、電池ケースの下側に第１の吸気ダクトを設け、電池ケースの上側に第１の排気ダクトを設けることもできる。上下反転された電源装置は、下から上に空気を送風して、電池収納部内の電池を冷却する。下から上に空気を送風する電池収納部は、スムーズに空気を流すことができる。

図１に示す電池ケース２は、電池モジュール１Ａを水平で平行な姿勢として、上下に３段に並べて収納している。電池ケース２は、電池収納部１０と第１の吸気ダクト３Ａとの間に流入側の隔壁１５Ａを設け、電池収納部１０と第１の排気ダクト４Ａとの間に排出側の隔壁１５Ｂを設けている。さらに、流入側の隔壁１５Ａと排出側の隔壁１５Ｂの間には対向壁１６を設けて、対向壁１６でもって電池収納部１０を複数の閉鎖室１７に区画して、各々の閉鎖室１７に電池１を複数段に収納している。図の電池収納部１０は、一対の対向壁１６の内側に３段に電池モジュール１Ａを収納すると共に、一対の対向壁１６の流入側と排出側を、流入側の隔壁１５Ａと排出側の隔壁１５Ｂで閉塞している。すなわち、一対の対向壁１６及び隔壁１５で、密閉されない閉鎖室１７を形成し、この閉鎖室１７に電池モジュール１Ａを３段に収納している。

これ等の図に示す電池ケース２は、電池収納部１０に収納している電池モジュール１Ａに冷却する空気を送風するために、流入側の隔壁１５Ａと排出側の隔壁１５Ｂに空気口１８を開口している。図の電池ケース２は、上の流入側の隔壁１５Ａに流入側の空気口１８Ａを、下の排出側の隔壁１５Ｂに排出側の空気口１８Ｂを開口している。空気は、第１の吸気ダクト３Ａから、流入側の隔壁１５Ａに設けた流入側の空気口１８Ａを通過して閉鎖室１７に流入し、閉鎖室１７で電池１を冷却した空気は、排出側の隔壁１５Ｂに設けた排出側の空気口１８Ｂを通過して第１の排気ダクト４Ａに排出される。

流入側の空気口１８Ａは、閉鎖室１７の両側に開口されて、内部に流入させる空気を、最も上段にある電池モジュール１Ａと対向壁１６との間に送風する。流入側の隔壁１５Ａは、対向壁１６の内面の真上に空気口１８を開口している。この空気口１８は、対向壁１６の内面に沿って空気を送風して、対向壁１６と最上段の電池モジュール１Ａとの間に空気を通過させる。

図の電池ケース２は、流入側の空気口１８Ａを、閉鎖室１７の両側に開口しているが、空気口は、必ずしも図に示すように対向壁の内面の真上に開口する必要はない。たとえば、対向壁の内面の真上から多少は中央に位置するように開口することもできる。ただ、流入口が流入壁の中央に開口されると、空気が最上段の電池モジュールを他の電池モジュールよりも過冷却するおそれがある。最上段の電池モジュール１Ａは、その両側部分にあって、対向壁１６に接近する空気通路６での熱交換量を大きくするが、他の部分での熱交換量を大きくしない。最上段の電池モジュール１Ａを冷却する空気は、他の電池モジュール１Ａを冷却する空気よりも温度が低く、狭い空気通路６で効率よく電池モジュール１Ａを冷却する。

仮に、流入側の空気口が閉鎖室の中央に開口されると、空気口から電池収納部内に流入した空気は、図において最上段の電池モジュールの上半分の表面に沿って流動して、電池モジュールを冷却する。最上段の電池モジュール１Ａは、上面を空気で冷却することなく、両側にできる対向壁１６との空気通路６でのみ冷却して、他の電池モジュール１Ａの冷却バランスを均一にする。このことを実現するために、流入側の空気口１８Ａは、閉鎖室１７の中央に位置するようには開口されず、対向壁１６の真上から中央に遍在して開口するとしても、閉鎖室１７の中央部よりも外側に開口される。

排出側の空気口１８Ｂは、閉鎖室１７の中央に位置するように排出側の隔壁１５Ｂに開口している。図の電池ケース２においては、閉鎖室１７から排出される空気を、最も下段に配設している電池モジュール１Ａの下部に沿って送風させて、最下段の電池モジュール１Ａを効率よく冷却するためである。閉鎖室１７の中央に位置して排出側の隔壁１５Ｂに開口される排出側の空気口１８Ｂは、電池モジュール１Ａの両側に分流された空気を、最下段の電池モジュール１Ａの下半分に沿って送風し、閉鎖室１７の中央部に集めて排出側の空気口１８Ｂから排出する。

さらに、図の電池ケース２は、各段の電池モジュール１Ａと対向壁１６との間の空気通路６の送風状態をコントロールするために、対向壁１６の内面に凸条１９を突出して設けている。凸条１９は、上下に隣接して配設している電池モジュール１Ａの谷間に突出して設けられる。さらに、凸条１９の内面への突出高さは、風上よりも風下で高くして、風下の電池モジュール１Ａの空気通路６の領域、すなわち電池モジュール１Ａとの接触面積を広くし、あるいは、空気通路６の間隔を狭くしている。

空気が電池モジュール１Ａを冷却する熱交換量は、空気と電池モジュール１Ａの温度差と、空気の流速と、送風される空気との接触面積で変化する。熱交換量は、空気と電池モジュール１Ａの温度差が少なくなると小さくなる。したがって、空気の温度が高くなって、電池モジュール１Ａの温度差が小さくなると、熱交換量は小さくなる。空気の温度は、風下になると電池モジュール１Ａの熱を奪って上昇する。したがって、風下の電池モジュール１Ａは、空気の温度が高くなって熱交換量が減少する。

空気の流速を速くして、送風される空気との接触面積を大きくして、熱交換量を大きくできる。凸条１９の突出高さは、電池モジュール１Ａの表面に送風される空気の流速と接触面積を特定する。凸条１９の突出高さが高くなると、凸条１９が電池モジュール１Ａの表面に接近して、電池モジュール１Ａとの間にできる空気通路６を狭くする。また、突出高さの高い凸条１９は、電池モジュール１Ａとの間にできる空気通路６の面積も広くする。したがって、空気の温度が次第に高くなって、温度に起因する熱交換量の低下を、凸条１９で補正して、全体の電池モジュール１Ａを均一に冷却する。

図１の電池ケース２の対向壁１６は、最上段の電池モジュール１Ａと中段の電池モジュール１Ａの間に小さい第１の凸条１９Ａを設け、中段の電池モジュール１Ａと最下段の電池モジュール１Ａとの間に第２の凸条１９Ｂを設けている。第２の凸条１９Ｂは、第１の凸条１９Ａよりも高く、第１の凸条１９Ａよりも電池モジュール１Ａの表面に接近している。

さらに、図の電池ケース２は、第２の凸条１９Ｂの両側面を、対向する電池モジュール１Ａの表面に沿う湾曲面としている。この凸条１９は、電池モジュール１Ａとの間に空気通路６を設けて、スムーズに空気を送風できる。また、図の電池収納部１０は、排出側の隔壁１５Ｂの内側内面であって電池モジュール１Ａとの対向面に湾曲部を設けており、この部分を電池モジュール１Ａの下側面の表面に沿う形状として対向壁１６に併用している。ただ、電池収納部は、必ずしも排出側の隔壁を対向壁に併用する必要はなく、排出側の隔壁を平面形状とし、対向壁の下部の内面であって電池モジュールとの対向面に湾曲部を設けることもできる。以上のように、湾曲部のある電池収納部１０は、電池モジュール１Ａの表面に沿って空気を送風し、排出側の空気口１８Ｂに集合させて外部に排気できる。このため、最下段の電池モジュール１Ａを効率よく冷却して、空気の温度上昇による熱交換量の減少を補正して、各段の電池モジュール１Ａの温度差を少なくできる。

電池収納部に３段に電池モジュールを収納する電源装置は、最上段の電池モジュールと最下段の電池モジュールとの間に設ける第１の凸条を必ずしも設ける必要はない。それは、中段の電池モジュールの風下側の半分に、第２の凸条で空気通路を設けて冷却できるからである。ここに設ける空気通路は、最下段の電池モジュールの両側に設ける空気通路よりも幅を広くして空気との接触面積を広くし、あるいは間隔を狭くし、また、最下段の空気通路よりも幅を狭くして空気との接触面積を狭くし、あるいは間隔を広くして、最上段の電池モジュールと中段の電池モジュールと最下段の電池モジュールを均一に冷却できるからである。

以上の電池ケース２は、第１の吸気ダクト３Ａ及び第１の排気ダクト４Ａと電池収納部１０との間の隔壁１５に、ダクト内における空気の流動方向に離して複数の空気口１８を開口する。この空気口１８に空気を通過させて、第１の吸気ダクト３Ａから電池収納部１０に、又は電池収納部１０から第１の排気ダクト４Ａに空気を送風して、電池収納部１０の各々の閉鎖室１７の電池１を冷却する。

電池ケース２に連結している吸気ダクト３は、ファン５から供給される空気を電池ケース２に強制送風する。ファン５は吸入側にフィルタ１１を連結しており、フィルタ１１で濾過された空気を吸入して、吸気ダクト３から電池ケース２に強制送風する。電池ケース２に強制送風された空気は、電池収納部１０の電池１を冷却して、排気ダクト４からケース外に排気される。図の電源装置は、吸気ダクト３の吸入側にファン５を連結しており、ファン５から吸気ダクト３に空気を供給して、電池ケース２に空気を強制送風する構造としている。ただ、電源装置は、図示しないが、排気ダクトの排出側にファンを連結して、排気ダクトの空気をファンで外部に排気して、電池ケースに空気を強制送風する構造とすることもできる。この電源装置は、吸気ダクトの吸入側にフィルタを配設し、フィルタで濾過された空気を、吸気ダクト→電池ケース→排気ダクトに強制送風して、ファンでケース外に排気する。

電源装置は、吸気ダクト３と電池ケース２と排気ダクト４のいずれかが閉塞状態になると、送風する空気量が少なくなって電池１を十分に冷却できなくなる。この弊害を避けるために、検出機構８を設けている。検出機構８は、ファン５のモータ負荷を検出する負荷センサ２０と、吸気ダクト３に連結されて所定の圧力で開弁する第１の圧力弁２１と、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出する第１の温度センサ２３と、排気ダクト４に連結されて所定の圧力で開弁する第２の圧力弁２２と、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出する第２の温度センサ２４と、負荷センサ２０と第１の温度センサ２３と第２の温度センサ２４の信号で、送風ダクト７の異常を判定する判定回路２５とを備える。

負荷センサ２０は、ファン５のモータ２６に流れる電流を検出する電流センサ、またはモータ２６の回転数を検出する回転センサである。ファン５は、前述したように、送風ダクト７が閉塞状態となって送風する空気量が少なくなると、仕事率が小さくなってファン５が軽く回転するようになる。このため、モータ２６に流れる電流が減少し、また回転数が大きくなる。したがって、送風ダクト７が閉塞状態になると、電流センサで検出するモータ２６の電流値が設定値である設定電流よりも小さくなる。また、回転センサで検出するモータ２６の回転数は、設定数である設定回転数よりも大きくなる。

図２と図３は、送風ダクト７が閉塞状態になって、ファン５の排出側の圧力が大きくなると、モータ２６の電流が減少し、またモータ２６の回転数が増加する状態を示している。図２は、横軸が排出側の静圧、縦軸がモータ２６の電流を示している。この図から、排出側の静圧が高くなると、モータ２６の電流が減少するので、モータ２６の電流が設定電流よりも小さくなると送風ダクト７が閉塞状態と判定する。また、送風ダクト７に空気漏れがあると排出側の静圧が低くなるので、モータ２６の電流が所定の電流値よりも大きいとき、送風ダクト７に漏れがあると判定する。すなわち、判定回路２５は、図２に示すように、送風ダクト７が閉塞状態であると判定する設定電流を最小電流とし、送風ダクト７に空気漏れがあると判定する所定の電流値を最大電流とする適正範囲と、モータ２６の電流値とを比較し、モータ２６の電流が適正範囲内のとき、正常と判定し、適正範囲よりも小さいと送風ダクト７を閉塞状態と判定し、さらに適正範囲よりも大きいと送風ダクト７の空気漏れと判定することができる。

図３は、横軸が排出側の静圧、縦軸がモータ２６の回転数を示している。この図から、排出側の静圧が高くなると、モータ２６の回転数が大きくなるので、モータ２６の回転数が設定回転数よりも大きくなると送風ダクト７が閉塞状態と判定する。また、送風ダクト７に空気漏れがあると排出側の静圧が低くなるので、モータ２６の回転数が所定の回転数よりも小さいときには、送風ダクト７に漏れがあると判定する。すなわち、判定回路２５は、図３に示すように、送風ダクト７が閉塞状態であると判定する設定回転数を最大回転数とし、送風ダクト７に空気漏れがあると判定する所定の回転数を最小回転数とする適正範囲と、モータ２６の回転数とを比較し、モータ２６の回転数が適正範囲内のとき、正常と判定し、適正範囲よりも大きいと送風ダクト７の閉塞状態と判定し、さらに適正範囲よりも小さいと送風ダクト７の空気漏れと判定することができる。

図１の電源装置は、第１の圧力弁２１を外ケース９内に設けている第１の吸気ダクト３Ａに連結している。この構造の電源装置は、第１の温度センサ２３で第１の圧力弁２１の開弁を正確に検出できる。それは、第１の吸気ダクト３Ａを流れる空気が、電池収納部１０の電池１に加温されるので、第１の圧力弁２１から排出される空気の温度が高くなるからである。吸気ダクト３の閉塞状態は、第１の圧力弁２１よりも空気流の上流側で検出される。外ケース９の外部に連結している第２の吸気ダクト３Ｂの閉塞状態を検出する電源装置は、第１の圧力弁２１を、第１の吸気ダクト３Ａの端部であって、第２の吸気ダクト３Ｂに近い部分に連結する。第１の圧力弁は、第１の吸気ダクトの下流側、言い換えると第１の吸気ダクトの終端部に連結して、第１の吸気ダクトと第２の吸気ダクトからなる吸気ダクト全体の閉塞状態を検出できる。

第１の圧力弁２１は、連結部分よりも下流側の吸気ダクト３が閉塞状態になって吸気ダクト３の内圧が上昇すると開弁するように開弁圧力を設定している。第１の圧力弁２１の開弁圧力を調整して、吸気ダクト３の閉塞状態を検出する感度をコントロールできる。開弁圧力を低くして、吸気ダクト３の閉塞状態を検出する感度を高くできる。ただ、閉塞状態の検出感度が高すぎると、誤動作の原因となるので、誤動作を起こさない範囲で、開弁圧力を低くする。

図１の電源装置は、第２の圧力弁２２も外ケース９内に設けている第１の排気ダクト４Ａに連結している。この構造の電源装置は、排気ダクト４の閉塞状態が、第２の圧力弁２２よりも上流側と下流側で検出される。外ケース９の外部に連結している第２の排気ダクト４Ｂの閉塞状態を検出する電源装置は、第１の排気ダクト４Ａと第２の排気ダクト４Ｂの境界に連結される。ただし、第２の圧力弁は、第１の排気ダクトに連結して設け、あるいは第２の排気ダクトに連結することもできる。

第１の温度センサ２３は、第１の圧力弁２１が開弁して排出される空気の温度を検出する。第２の温度センサ２４は、第２の圧力弁２２が開弁して第２の圧力弁２２から排気される空気の温度を検出する。これらの温度センサは、圧力弁が開弁されない状態では、周囲の温度を検出し、圧力弁が開弁されると、圧力弁から排出される空気の温度を検出する。開弁する圧力弁から排出される空気は、電池に加温されて周囲温度よりも高くなっている。したがって、温度センサは検出温度で圧力弁の開弁を検出できる。

判定回路２５は、モータ負荷で送風ダクト７の閉塞状態を検出する。送風ダクト７が閉塞状態と判定する状態では、第１の温度センサ２３と第２の温度センサ２４の検出温度で、第１の圧力弁２１と第２の圧力弁２２の開弁状態を検出して、吸気ダクト３と電池ケース２と排気ダクト４の閉塞状態を判別する。

判定回路２５は、図４に示す以下のフローチャートで送風ダクト７の閉塞状態を判定する。
［ｎ＝１〜４のステップ］
負荷センサ２０でモータ２６に流れる電流を検出し、この検出した負荷電流Ｉが適正範囲にあるかどうかを判定する。負荷電流Ｉが適正範囲内にあると送風ダクト７を正常と判定し、適正範囲よりも小さいと送風ダクト７の閉塞状態と判定し、適正範囲よりも大きいと送風ダクト７に空気漏れがあると判定する。
［ｎ＝５、６のステップ］
第１の温度センサ２３の検出温度を第１の設定温度に比較する。第１の設定温度は、第１の圧力弁２１が開弁すると検出温度が設定温度よりも高くなり、また、第１の圧力弁２１が閉弁状態では第１の設定温度よりも低くなる温度に設定している。第１の設定温度は、あらかじめ判定回路２５のメモリに記憶される。第１の温度センサ２３の検出温度が第１の設定温度よりも高くない、いいかえると低いと、吸気ダクト３が閉塞状態であると判定する。第１の圧力弁２１よりも上流側の吸気ダクト３が閉塞状態にあると、第１の圧力弁２１が開弁しないからである。また、電池ケース２と排気ダクト４のいずれかが閉塞状態にあると、第１の圧力弁２１が開弁するからである。
［ｎ＝７〜９のステップ］
第２の温度センサ２４の検出温度を第２の設定温度に比較する。第２の設定温度は、第２の圧力弁２２が開弁すると検出温度が設定温度よりも高くなり、また、第２の圧力弁２２が閉弁状態では第２の設定温度よりも低くなる温度に設定している。第２の設定温度は、あらかじめ判定回路２５のメモリに記憶される。第２の温度センサ２４の検出温度が第２の設定温度よりも高くない、いいかえると低いと、電池ケース２内が閉塞状態であると判定する。電池ケース２内が閉塞状態にあると、第２の圧力弁２２が開弁しないからである。第２の温度センサ２４の検出温度が第２の設定温度よりも高いと、第２の圧力弁２２が開弁したと判定し、排気ダクト４が閉塞状態にあると判定する。排気ダクト４が閉塞状態にあると、第２の圧力弁２２が開弁するからである。

さらに、判定回路２５は、図５に示す以下のフローチャートで送風ダクト７の閉塞状態を判定する。
［ｎ＝１〜４のステップ］
負荷センサ２０でモータ２６の回転数ｒを検出し、この検出した回転数ｒが適正範囲にあるかどうかを判定する。回転数ｒが適正範囲内にあると送風ダクト７を正常と判定し、適正範囲よりも大きいと送風ダクト７の閉塞状態と判定し、適正範囲よりも小さいと送風ダクト７に空気漏れがあると判定する。

ｎ＝５〜９のステップは、図４と同じようにして、吸気ダクト３と電池ケース２と排気ダクト４の閉塞状態を判定する。

本発明の一実施例にかかる電源装置の概略構成図である。 ファンの排出側の圧力とモータの電流の関係を示すグラフである。 ファンの排出側の圧力とモータの回転数の関係を示すグラフである。 判定回路がモータの電流で送風ダクトの閉塞状態を判定するフローチャートである。 判定回路がモータの回転数で送風ダクトの閉塞状態を判定するフローチャートである。

符号の説明

１…電池 １Ａ…電池モジュール
２…電池ケース
３…吸気ダクト ３Ａ…第１の吸気ダクト
３Ｂ…第２の吸気ダクト
４…排気ダクト ４Ａ…第１の排気ダクト
４Ｂ…第２の排気ダクト
５…ファン
６…空気通路
７…送風ダクト
８…検出機構
９…外ケース
１０…電池収納部
１１…フィルタ
１５…隔壁 １５Ａ…流入側の隔壁
１５Ｂ…排出側の隔壁
１６…対向壁
１７…閉鎖室
１８…空気口 １８Ａ…流入側の空気口
１８Ｂ…排出側の空気口
１９…凸条 １９Ａ…第１の凸条
１９Ｂ…第２の凸条
２０…負荷センサ
２１…第１の圧力弁
２２…第２の圧力弁
２３…第１の温度センサ
２４…第２の温度センサ
２５…判定回路
２６…モータ

Claims (6)

1. 電池(1)を内蔵している電池ケース(2)と、この電池ケース(2)に連結されて、ケース内に冷却用の空気を送風する吸気ダクト(3)と、電池ケース(2)を通過した空気をケース外に排気する排気ダクト(4)と、冷却用の空気を吸気ダクト(3)から電池ケース(2)を通過した排気ダクト(4)に強制送風するファン(5)と、吸気ダクト(3)と電池ケース(2)内の空気通路(6)と排気ダクト(4)からなる送風ダクト(7)の異常を検出する検出機構(8)とを備える電源装置であって、
   検出機構(8)が、送風ダクト(7)に空気を強制送風するファン(5)のモータ負荷を検出する負荷センサ(20)と、吸気ダクト(3)に連結されて所定の圧力で開弁する第１の圧力弁(21)と、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出する第１の温度センサ(23)と、排気ダクト(4)に連結されて所定の圧力で開弁する第２の圧力弁(22)と、この圧力弁が開弁して排気される空気の温度を検出する第２の温度センサ(24)と、負荷センサ(20)と第１の温度センサ(23)と第２の温度センサ(24)の信号で、送風ダクト(7)の異常を判定する判定回路(25)とを備え、
   判定回路(25)が、モータ負荷で送風ダクト(7)の閉塞状態を検出し、送風ダクト(7)の閉塞状態において、第１の温度センサ(23)と第２の温度センサ(24)の検出温度で、吸気ダクト(3)と電池ケース(2)と排気ダクト(4)の閉塞状態を判別するようにしてなる電源装置。
2. 負荷センサ(20)がモータ(26)に流れる電流を検出する電流センサで、この電流センサで検出するモータ(26)の電流値が設定値よりも小さいとき、送風ダクト(7)を閉塞状態と判定する請求項１に記載される電源装置。
3. 負荷センサ(20)がモータ(26)の回転数を検出する回転センサで、この回転センサで検出するモータ(26)の回転数が設定数よりも大きいとき、送風ダクト(7)を閉塞状態と判定する請求項１に記載される電源装置。
4. 判定回路(25)が、第１の設定温度を記憶するメモリを備え、このメモリに記憶される第１の設定温度を第１の温度センサ(23)が検出する第１の検出温度に比較して、第１の検出温度が第１の設定温度よりも低いとき吸気ダクト(3)の閉塞状態と判定する請求項１に記載される電源装置。
5. 判定回路(25)が、第１の設定温度と第２の設定温度を記憶するメモリを備え、このメモリに記憶される第１の設定温度を第１の温度センサ(23)が検出する第１の検出温度に比較すると共に、メモリに記憶される第２の設定温度を第２の温度センサ(24)が検出する第２の検出温度に比較し、
   第１の検出温度が第１の設定温度よりも高く、かつ第２の検出温度が第２の設定温度よりも低いとき、電池ケース(2)内の閉塞状態と判定し、
   第１の検出温度が第１の設定温度よりも高く、かつ第２の検出温度が第２の設定温度よりも高いとき、排気ダクト(4)の閉塞状態と判定する請求項１に記載される電源装置。
6. 電池ケース(2)を内蔵する外ケース(9)を備え、吸気ダクト(3)が、外ケース(9)内の第１の吸気ダクト(3A)と、この第１の吸気ダクト(3A)に連結されて外ケース(9)の外部に設けている第２の吸気ダクト(3B)からなり、また、排気ダクト(4)が、外ケース(9)の内部に設けている第１の排気ダクト(4A)と、この第１の排気ダクト(4A)に連結されて外ケース(9)の外部に設けている第２の排気ダクト(4B)とからなり、
   外ケース(9)と電池ケース(2)との間に第１の吸気ダクト(3A)と第１の排気ダクト(4A)を設けており、第１の圧力弁(21)を第１の吸気ダクト(3A)に連結して、第２の圧力弁(22)を第１の排気ダクト(4A)と第２の排気ダクト(4B)のいずれかに連結している請求項１に記載される電源装置。

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