JP4263052B2 - Temperature control device for electric double layer capacitor - Google Patents
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Description
この発明は、電気二重層キャパシタの温度を適正レベルに維持するための温度管理装置に関する。 The present invention relates to a temperature management device for maintaining the temperature of an electric double layer capacitor at an appropriate level.
近年、各種の蓄電装置(例えば、ハイブリッド電気自動車の駆動電源など)、急速充電が可能で充放電サイクル寿命が長い、電気二重層キャパシタの適用技術が注目される。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on various power storage devices (for example, a drive power source of a hybrid electric vehicle) and an electric double layer capacitor that can be rapidly charged and has a long charge / discharge cycle life.
特許文献1の場合、電気二重層キャパシタは、正極体と負極体とこれらの間に介在するセパレータとから積層体に組成される。積層体(キャパシタ本体)は電解液に浸され、容器に収容される。容器は、1対の端子(一方は正極体、もう一方は負極体、に接合される)の一部が外部へ突き出る状態に密封されるのである。 In the case of Patent Document 1, the electric double layer capacitor is composed of a positive electrode body, a negative electrode body, and a separator interposed between them to form a laminate. The multilayer body (capacitor body) is immersed in an electrolytic solution and accommodated in a container. The container is sealed so that a part of a pair of terminals (one joined to the positive electrode body and the other to the negative electrode body) protrudes to the outside.
特許文献2においては、所要容量の蓄電装置を構成するため、複数の電気二重層キャパシタを直列または並列に接続するのに好適な電極構造が開示される。特許文献3においては、ハイブリッド電気自動車の駆動電源として車両に搭載されるキャパシタの水冷装置が開示される。
この発明は、このような従来技術を踏まえつつ、電気二重層キャパシタの熱的な性能劣化を効果的に防止しえる手段の提供を目的とする。特許文献3の水冷装置は、発電機を駆動するエンジンの冷却水を利用するものであり、所定数のキャパシタを囲むように冷却ジャケットが形成されるが、そのため格納に大きな空間が必要となり、適用しえる車両の範囲が制限されてしまう。この発明は、このような不具合を解決するための有効な手段の提供も目的とするものである。 An object of this invention is to provide the means which can prevent effectively the thermal performance deterioration of an electric double layer capacitor based on such a prior art. The water cooling device of Patent Document 3 uses cooling water of an engine that drives a generator, and a cooling jacket is formed so as to surround a predetermined number of capacitors. This limits the range of vehicles that can be used. Another object of the present invention is to provide an effective means for solving such problems.
第1の発明は、電気二重層キャパシタの温度管理装置において、電気二重層キャパシタを冷却または加熱するための熱電冷却素子と、電気二重層キャパシタの温度を適正レベルに維持するように熱電冷却素子への電力量および電流の流れ方向を制御する手段と、を備え、熱電冷却素子は、電気二重層キャパシタの外部電極またはこれらの間を直列接続する連結電極に配置され、熱電冷却素子への電力量および電流の流れ方向を制御する手段は、電気二重層キャパシタの温度および充放電電力に応じて熱電冷却素子への電力量を決定する手段と、電気二重層キャパシタの温度に応じて熱電冷却素子への電流の流れ方向を決定する手段と、を備えたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric cooling element for cooling or heating the electric double layer capacitor and a thermoelectric cooling element so as to maintain the temperature of the electric double layer capacitor at an appropriate level in the temperature management device for the electric double layer capacitor. And the thermoelectric cooling element is disposed on the external electrode of the electric double layer capacitor or a connecting electrode connecting them in series, and the electric energy to the thermoelectric cooling element And means for controlling the current flow direction are means for determining the amount of electric power to the thermoelectric cooling element according to the temperature and charge / discharge power of the electric double layer capacitor, and to the thermoelectric cooling element according to the temperature of the electric double layer capacitor. Means for determining the current flow direction .
第2の発明は、第1の発明に係る電気二重層キャパシタの温度管理装置において、熱電冷却素子と電気二重層キャパシタの外部電極またはこれらの間を接続する連結電極との間に絶縁伝熱シートを介装したことを特徴とする。 2nd invention is the temperature management apparatus of the electric double layer capacitor which concerns on 1st invention, Insulation heat-transfer sheet | seat between the thermoelectric cooling element and the external electrode of an electric double layer capacitor, or the connection electrode which connects between these It is characterized by interposing.
第3の発明は、電気二重層キャパシタの温度管理装置において、液体の循環路と、循環路の液体と電気二重層キャパシタとの間で熱交換を積極的に行う手段と、循環路の液体を冷却または加熱するための熱電冷却素子と、循環路の液体を強制的に循環させるポンプと、電気二重層キャパシタの温度を適正レベルに維持するように熱電冷却素子への電力量およびその流れ方向をポンプと共に制御する手段と、を備える一方、循環路の液体と電気二重層キャパシタとの間で熱交換を積極的に行う手段は、複数の電気二重層キャパシタを接続する連結電極に沿う管路と、管路どうしを直列的に連結する接続管と、を備えるものにあって、前記管路は連結電極に一体形成され、循環路を流れる液体に絶縁性のもの、管路どうしを連結する接続管に絶縁性のもの、を用いたことを特徴とする電気二重層キャパシタの温度管理装置。 According to a third aspect of the present invention, in the temperature management device for an electric double layer capacitor , a liquid circulation path, means for actively exchanging heat between the liquid in the circulation path and the electric double layer capacitor, and a liquid in the circulation path A thermoelectric cooling element for cooling or heating, a pump for forcibly circulating the liquid in the circuit, and the amount of electric power to the thermoelectric cooling element and its flow direction so as to maintain the temperature of the electric double layer capacitor at an appropriate level. Means for controlling together with the pump, and means for positively exchanging heat between the liquid in the circulation path and the electric double layer capacitor, the pipe line along the connecting electrode connecting the plurality of electric double layer capacitors, A connecting pipe for connecting the pipes in series, wherein the pipe is formed integrally with the connecting electrode and is insulative to the liquid flowing through the circulation path, and the connection for connecting the pipes together. Insulate to tube Ones, temperature control device for the electric double layer capacitor characterized by using the.
第4の発明は、第3の発明に係る電気二重層キャパシタの温度管理装置において、熱電冷却素子への電力量およびその流れ方向をポンプと共に制御する手段は、電気二重層キャパシタの温度および充放電電力に応じて熱電冷却素子への電力量を決定する手段と、電気二重層キャパシタの温度に応じて熱電冷却素子への電流の流れ方向を決定する手段と、を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, in the temperature management device for the electric double layer capacitor according to the third aspect of the invention , the means for controlling the amount of electric power to the thermoelectric cooling element and its flow direction together with the pump is the temperature and charge / discharge of the electric double layer capacitor It is characterized by comprising means for determining the amount of electric power to the thermoelectric cooling element according to the electric power, and means for determining the direction of current flow to the thermoelectric cooling element according to the temperature of the electric double layer capacitor.
第1の発明においては、熱電冷却素子への電力量およびその流れ方向を電気二重層キャパシタの温度に応じて制御することにより、電気二重層キャパシタは、熱電冷却素子から温度に応じた吸熱(冷却)量または放熱(加熱)量を受けるため、適正な温度レベルに維持される。このため、電気二重層キャパシタの熱的な性能劣化(充放電効率の悪化など)を効果的に防止できる。 In the first aspect of the invention , the electric double layer capacitor controls the heat absorption (cooling) from the thermoelectric cooling element by controlling the electric energy to the thermoelectric cooling element and the flow direction thereof according to the temperature of the electric double layer capacitor. ) Or heat dissipation (heating) amount, it is maintained at an appropriate temperature level. For this reason, the thermal performance deterioration (deterioration of charge / discharge efficiency, etc.) of the electric double layer capacitor can be effectively prevented.
この場合、熱電冷却素子への電力量は、パラメータに電気二重層キャパシタの充放電電力を加えて決定されるので、電気二重層キャパシタは、負荷状態に過不足なく適合する吸熱(冷却)量または放熱(加熱)量を受けるため、適正な温度レベルに応答よく効果的に維持しえるのである。 In this case, since the electric energy to the thermoelectric cooling element is determined by adding the charging / discharging power of the electric double layer capacitor to the parameter, the electric double layer capacitor has an endothermic (cooling) amount that fits the load state without excess or deficiency. Because it receives the amount of heat released (heated), it can be effectively maintained at an appropriate temperature level with good response .
第2の発明においては、絶縁伝熱シートにより、電気二重層キャパシタの外部電極と熱電冷却素子との間の熱伝導度を良好に確保しつつ、外部電極を流れる充放電電流と熱電冷却素子を流れる直流電流との干渉を簡便に防止できる。 In the second aspect of the invention, the insulating heat transfer sheet secures the thermal conductivity between the external electrode of the electric double layer capacitor and the thermoelectric cooling element, while maintaining the charge / discharge current and the thermoelectric cooling element flowing through the external electrode. Interference with the flowing direct current can be easily prevented.
第3の発明においては、ポンプの駆動により、循環路の液体は強制的に循環され、熱電冷却素子の作動により、電気二重層キャパシタの温度に応じた吸熱量または放熱量を受ける一方、電気二重層キャパシタとの間で積極的に行われる熱交換により、放熱量または吸熱量を受ける。つまり、電気二重層キャパシタの温度に応じて熱電冷却素子への電力量およびその流れ方向をポンプと共に制御することにより、電気二重層キャパシタは、熱電冷却素子との間で循環路の液体を介して温度に応じた吸熱量または放熱量を受けるため、適正な温度レベルに維持される。このため、電気二重層キャパシタの熱的な性能劣化(充放電効率の悪化など)を効果的に防止できる。 In the third aspect of the invention, the liquid in the circulation path is forcibly circulated by driving the pump, and the thermoelectric cooling element is operated to receive the heat absorption amount or the heat dissipation amount according to the temperature of the electric double layer capacitor. A heat exchange actively performed with the multilayer capacitor receives a heat release amount or a heat absorption amount. In other words, by controlling the amount of power to the thermoelectric cooling element and the flow direction thereof together with the pump according to the temperature of the electric double layer capacitor, the electric double layer capacitor is connected to the thermoelectric cooling element via the liquid in the circulation path. In order to receive the amount of heat absorbed or radiated according to the temperature, it is maintained at an appropriate temperature level. For this reason, the thermal performance deterioration (deterioration of charge / discharge efficiency, etc.) of the electric double layer capacitor can be effectively prevented .
この場合、管路が連結電極に一体形成のため、管路への熱伝導度が高められ、管路と絶縁性の液体との間で熱量を効率よく授受しえる。絶縁性の接続管により、管路が一体形成の連結電極間の短絡も回避されるのである。 In this case, since the pipe line is integrally formed with the connecting electrode, the thermal conductivity to the pipe line is increased, and the amount of heat can be efficiently transferred between the pipe line and the insulating liquid. The insulating connecting pipe also avoids a short circuit between the connecting electrodes in which the pipes are integrally formed .
第4の発明においては、熱電冷却素子への電力量は、パラメータに電気二重層キャパシタの充放電電力を加えて決定されるので、電気二重層キャパシタは、負荷状態に過不足なく適合する吸熱(冷却)量または放熱(加熱)量を受けるため、適正な温度レベルに応答よく効果的に維持しえるのである。 In the fourth aspect of the invention, the electric energy to the thermoelectric cooling element is determined by adding the charge / discharge power of the electric double layer capacitor to the parameter. Because it receives the amount of cooling or heat dissipation (heating), it can effectively maintain the appropriate temperature level with good response .
第1の発明〜第4の発明においては、電気二重層キャパシタの外部電極または連結電極に熱電冷却素子の吸熱または放熱が直接的に作用するので、電気二重層キャパシタの内部を応答よく効率的に冷却または加熱しえる。第5の発明〜第7の発明においては、電気二重層キャパシタに対する熱電冷却素子の吸熱または放熱は循環路の液体を介して間接的に作用するので、第1の発明〜第4の発明の方が電気二重層キャパシタを応答よく効率的に冷却または加熱しえるものの、外部電極または連結電極に取る付けるのと異なり、電気二重層キャパシタ周囲の設置空間にレイアウト的な規制を受けないため、熱電冷却素子の設計に係る自由度を大きく取れるのである。 In the first to fourth inventions , the heat absorption or heat dissipation of the thermoelectric cooling element directly acts on the external electrode or connection electrode of the electric double layer capacitor, so that the inside of the electric double layer capacitor can be efficiently and efficiently responsive. Can be cooled or heated. In the fifth to seventh inventions , the heat absorption or heat dissipation of the thermoelectric cooling element with respect to the electric double layer capacitor indirectly acts via the liquid in the circuit, so the first to fourth inventions. Can cool or heat the electric double layer capacitor responsively and efficiently, but unlike mounting to the external electrode or connecting electrode, the installation space around the electric double layer capacitor is not subject to layout restrictions, so thermoelectric cooling This allows a large degree of freedom related to element design.
図1〜図3は、この発明の実施形態を表すものであり、複数の電気二重層キャパシタ10が1対の連結電極11を介して並列に接続される。連結電極11は、電気二重層キャパシタ10の外部電極12と同じく電気伝導度および熱伝導度の良好な材質(例えば、アルミニウム)から矩形の板状に形成される。連結電極11の矩形平面に絶縁伝熱シート13を重ね、その上から熱電冷却素子14が配置される。
1 to 3 show an embodiment of the present invention, in which a plurality of electric
熱電冷却素子14は、P形の半導体とN形の半導体との接合対になり、複数の素子を電気的には直列に接続、熱的には並列に接続、のユニットに構成される。熱電冷却素子14(熱電冷却ユニット)は、直流(DC)電流が流れると、素子の両面における、片側に加熱(放熱)作用、その反対側に冷却(吸熱)作用、が生じる。DC電流の流れ方向を変えると、素子の加熱面と冷却面とが逆転するのである。熱電冷却素子14において、フィン15が絶縁伝熱シート13と反対側に配設される。
The
電気二重層キャパシタ10は、容器にキャパシタ本体が電解液と共に収容され、容器の一側から1対の外部電極12a,12bを構成する端子(電極リード)が引き出される。図示しないが、キャパシタ本体については、矩形の正極体および負極体とこれらの間に介在するセパレータ(紙製など多孔質膜)とから所定の積層体に組成される。正極体および負極体は、集電極とその両面に形成の分極性電極(活性炭電極)とから構成される。これら集電極は、矩形状の金属箔(例えば、アルミニウム箔)からなり、その矩形平面の一辺に片側へ寄せて帯状のリード部が一体に成形される。各リード部の同極どうしが1つに束ねられ、その結束部に極性の対応する端子が接合される。
In the electric
キャパシタ本体は、電解液に浸され、容器に収容する。容器は、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルム(例えば、アルミラミネート)から一側が開口する袋状に構成され、その開口部から端子の一部が容器の外部へ引き出される。容器の内部は、真空引きにより、余分な電解液と共に空気や水分が除去され、真空状態に袋の開口部が1対の端子を挟む形に密封されるのである。 The capacitor body is immersed in the electrolytic solution and accommodated in a container. The container is formed in a bag shape having one side opened from a resin laminated film (for example, aluminum laminate) having a metal intermediate layer, and a part of the terminal is drawn out of the container from the opening. The inside of the container is vacuum-evacuated to remove excess electrolyte and air and moisture, and the bag is sealed in a vacuum state with the pair of terminals sandwiching the pair of terminals.
図3において、熱電冷却素子14への電力量および電流の流れ方向を制御するのがECU15(キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット)であり、電気二重層キャパシタ10の内部温度を最もよく反映する部位(例えば、熱伝導度も良好な外部電極12)の温度を検出する温度センサ16が備えられる。17は複数の電気二重層キャパシタを蓄電装置として接続される負荷であり、この例においては、車両走行用の回転電機およびその出力(力行トルクおよび回生トルク)を調整する整流器(例えば、インバータ)を含む駆動回路が設定され、負荷に対する蓄電装置の充放電を制御するECU18(充放電制御用の電子制御ユニット)が設けられる。
In FIG. 3, the ECU 15 (electronic control unit for capacitor temperature management) controls the amount of electric power and current flow to the
キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット15は、温度センサ16の検出信号および充放電制御用の電子制御ユニット18からの充放電情報に基づいて、熱電冷却素子14への電力量および電流の流れ方向を制御する。この電子制御ユニット15においては、温度センサ16の検出信号および充放電制御用の電子制御ユニット18からの充放電情報に応じて熱電冷却素子14への電力量を決定する手段と、温度センサ16の検出信号に応じて熱電冷却素子14への電流の流れ方向を決定する手段と、が備えられるのである。
The
図6は、キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット15に係るその制御内容を説明するものであり、所定の制御周期毎に行われる。S1においては、充放電制御用の電子制御ユニット18からの充放電情報に基づいて、蓄電装置が充放電(稼働)中かどうかを判定する。S1の判定がyesのときは、S2へ進む一方、S1の判定がnoのときは、S6において、熱電冷却素子14への供給電力を遮断(OFF)するか、その遮断状態を保持する。
FIG. 6 explains the contents of control related to the
S2においては、温度センサ16の検出信号について、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲(適正レベル)かどうかを判定する。S2の判定により、電気二重層キャパシタの温度が適正範囲の上限値を上回るときは、S3へ進み一方、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲の下限値を下回るときは、S4へ進む。S2の判定により、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲にあるときは、S5へ進むのである。
In S2, it is determined whether the temperature of the electric
S3においては、図4の制御マップに基づいて温度センサ16の検出信号(電気二重層キャパシタ10の温度)に応じた電力量Ptを求め、図5の制御マップに基づいて充放電制御用の電子制御ユニット18からの充放電情報に応じた電力量Ppを求め、これらの電力量(Pt+Pp)が熱電冷却素子14の冷却方向(連結電極11側が吸熱面となる電流方向)へ流れるよう、熱電冷却素子14への通電を制御する。S4においては、予め設定の電力量(一定値)が熱電冷却素子14の放熱方向(連結電極11側が加熱面となる電流方向)へ流れるよう、熱電冷却素子14への通電を制御する。S5においては、熱電冷却素子14への供給電力を遮断(OFF)するか、その遮断状態を保持する。
In S3, the electric energy Pt corresponding to the detection signal of the temperature sensor 16 (temperature of the electric double layer capacitor 10) is obtained based on the control map of FIG. 4, and the charge / discharge control electrons are calculated based on the control map of FIG. Thermoelectric cooling is performed so that the amount of power Pp corresponding to the charge / discharge information from the
このような構成により、電気伝導度および熱伝導度の良好な連結電極11に熱電冷却素子14の吸熱または放熱が直接的に作用するので、電気二重層キャパシタ10の内部を応答よく効率的に冷却または加熱しえる。熱電冷却素子14への電力量は、電気二重層キャパシタ10の充放電電力を加えて決定されるので、電気二重層キャパシタ10は、負荷状態に過不足なく適合する吸熱(冷却)量または放熱(加熱)量を受けるため、適正な温度レベルに応答よく効果的に維持しえる。その結果、電気二重層キャパシタ10の熱的な性能劣化が防止され、充放電効率も良好に確保できるのである。
With such a configuration, since the heat absorption or heat dissipation of the
熱電冷却素子14の放熱方向への電力量は、図6のS4において、既定値(一定値)に制御されるが、電気二重層キャパシタ10の温度に応じた制御マップおよび充放電電力に応じた制御マップを設定することにより、図6のS3と同様に処理することも考えられる。
The amount of electric power in the heat dissipation direction of the
図7〜図9は、蓄電装置の変形例を表すものであり、複数の電気二重層キャパシタ10は、複数の連結電極11を介して直並列に接続される。具体的には、4個の電気二重層キャパシタは、3本の連結電極11により、1組2個ずつ並列のもの2組が直接に接続される。連結電極11は、電気二重層キャパシタ10の外部電極と同じく電気伝導度の良好な材質から短尺状に形成され、その側面に電気二重層キャパシタ10の外部電極が接合される。
7 to 9 show modifications of the power storage device, and a plurality of electric
図示の場合、連結電極11b,11cに熱伝導度の良好な材質から載置盤19が形成され、各盤面19に熱電冷却素子14(熱電冷却ユニット)が設置される。連結電極11b,11cは、電気伝導度および熱伝導度の良好な材質(例えば、アルミニウム)から載置盤19と一体に成形され、載置盤19と熱電冷却素子14との間に絶縁伝熱シート13が介装される。連結電極11aは、載置盤19を持たない矩形の板状に形成される。
In the case of illustration, the mounting
熱電冷却素子14は、直流(DC)電流が流れると、素子の両面における、片側に加熱(放熱)作用、その反対側に冷却(吸熱)作用、が生じる。DC電流の流れ方向を変えると、素子の加熱面と冷却面とが逆転するのである。熱電冷却素子14において、フィン15が絶縁伝熱シート13と反対側に配設される。
When a direct current (DC) current flows, the
図示しないが、熱電冷却素子14への電力量および電流の流れ方向を制御するECU(キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット)と、負荷に対する蓄電装置の充放電を制御するECU(充放電制御用の電子制御ユニット)と、が設けられる。キャパシタ温度管理用の電子制御ユニットは、図6のフローチャートと同じく、温度センサの検出信号および充放電制御用の電子制御ユニットからの充放電情報に基づいて、熱電冷却素子14への電力量および電流の流れ方向を制御するのである。
Although not shown, an ECU (electronic control unit for capacitor temperature management) that controls the amount of electric power and current flow to the
図1〜図3の場合および図7〜図9の場合、熱電冷却素子14は、複数の電気二重層キャパシタ10を接続する連結電極11を対象に付加されるが、設置空間が確保しえるようであれば、電気二重層キャパシタ10の外部電極12a,12bに取り付けても良い。
In the case of FIGS. 1 to 3 and FIGS. 7 to 9, the
図10は、別の実施形態を説明するものであり、4個の電気二重層キャパシタ10は、3本の連結電極11により、1組2個ずつ並列のもの2組が直接に接続される。電気二重層キャパシタ11の温度を適正レベルに維持するため、熱交換器20を経由する液体の循環路25と、循環路25の一部を連結電極11に沿って形成する管路22と、これら管路22を直列的に連結する接続管23と、循環路25の液体を強制的に循環させるポンプ21と、が設けられる。
FIG. 10 illustrates another embodiment, and two sets of four electric
連結電極11は、図11のように電気二重層キャパシタ10の外部電極12と同じく電気伝導度および熱伝導度の良好な材質から、矩形の一側に沿う管路22を含めて一体に成形されるのである。循環路25を流れる液体は、連結電極11との絶縁性を確保するため、絶縁油が用いられる。管路22を直列的に連結する接続管23については、連結電極11間の短絡を回避するため、全部または一部が絶縁性の材質から形成される。
As shown in FIG. 11, the
熱交換器20は、図12〜図14のようにボックス型の器体32に形成され、その内部に液体の蛇行路33を形成する複数の案内板34が備えられる。複数の案内板34を含むボックス型の器体32は、熱伝導度の良好な材質から形成され、器体32の外面に蛇行路33を流れる液体を積極的に冷却または加熱する熱電冷却素子14(熱電冷却ユニット)が設置される。
The
熱電冷却素子14は、直流(DC)電流が流れると、素子の片面に加熱(放熱)作用、その反対側の片面に冷却(吸熱)作用、が生じる。DC電流の流れ方向を変えると、素子の加熱面と冷却面とが逆転するのである。熱電冷却素子14において、フィン15が絶縁伝熱シートと反対側に配設される。
When a direct current (DC) current flows, the
循環路25の液体は、ポンプ21の駆動により、熱交換器20と連結電極11に沿う管路22およびその接続管23との間を流れる。熱交換器20の蛇行路33を流れる液体は、熱電冷却素子14の作動により、管路22および接続管23への供給側の温度が好適に維持され、連結電極11に沿う管路23を通過する際に熱量の授受が行われるため、電気二重層キャパシタ10の温度を適正レベルに維持しえるのである。
The liquid in the
図10において、30は熱電冷却素子14への電力量および電流の流れ方向をポンプと共に制御するのがECU(キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット)であり、電気二重層キャパシタ10の内部温度を最もよく反映する部位(例えば、熱伝導度も良好な外部電極12)の温度を検出する温度センサ16が備えられる。図示しないが、複数の電気二重層キャパシタ10から構成される蓄電装置を電源とする負荷が設けられ、負荷に対する蓄電装置の充放電を制御するECU(充放電制御用の電子制御ユニット)が設けられる。
In FIG. 10, 30 is an ECU (Electronic Control Unit for Capacitor Temperature Management) that controls the amount of electric power to the
キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット30は、温度センサ16の検出信号および充放電制御用の電子制御ユニットからの充放電情報に基づいて、熱電冷却素子14への電力量および電流の流れ方向をポンプ21と共に制御する。この電子制御ユニット30においては、温度センサ16の検出信号および充放電制御用の電子制御ユニットからの充放電情報に応じて熱電冷却素子14への電力量を決定する手段と、温度センサ16の検出信号に応じて熱電冷却素子14への電流の流れ方向を決定する手段と、が備えられるのである。
The
図15は、キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット30に係るその制御内容を説明するものであり、所定の制御周期毎に行われる。S1においては、充放電制御用の電子制御ユニットからの充放電情報に基づいて、蓄電装置が充放電(稼働)中かどうかを判定する。S1の判定がyesのときは、S2へ進む一方、S1の判定がnoのときは、S6において、熱電冷却素子14およびポンプ21をOFF(停止)するか、これらをOFF状態に保持する。
FIG. 15 illustrates the contents of control related to the
S2においては、温度センサ16の検出信号について、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲(適正レベル)かどうかを判定する。S2の判定により、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲の上限値を上回るときは、S3へ進み一方、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲の下限値を下回るときは、S4へ進む。S2の判定により、電気二重層キャパシタ10の温度が適正範囲にあるときは、S5へ進むのである。
In S2, it is determined whether the temperature of the electric
S3においては、ポンプ21をONする一方、制御マップ(図4、参照)に基づいて温度センサ16の検出信号(電気二重層キャパシタ10の温度)に応じた電力量Ptを求め、制御マップ(図5、参照)に基づいて充放電制御用の電子制御ユニットからの充放電情報に応じた電力量Ppを求め、これらの電力量(Pt+Pp)が熱電冷却素子14の冷却方向(連結電極11側が吸熱面となる電流方向)へ流れるよう、熱電冷却素子14への通電を制御する。S4においては、ポンプ21をONする一方、予め設定の電力量(一定値)が熱電冷却素子14の放熱方向(連結電極11側が加熱面となる電流方向)へ流れるよう、熱電冷却素子14への通電を制御する。S5においては、熱電冷却素子14およびポンプ21をOFF(停止)するか、これらをOFF状態に保持する。
In S3, while the
このような構成により、熱電冷却素子14の作動により、熱交換器20の作用が積極的に促進される。熱電冷却素子14の吸熱または放熱は、電気二重層キャパシタ10へ循環路の液体を介して間接的に作用するため、図1〜図6,図7〜図9の実施形態の方が電気二重層キャパシタ10を応答よく効率的に冷却または加熱しえるものの、連結電極11または外部電極12に取る付けるのと異なり、電気二重層キャパシタ10周囲の設置空間にレイアウト的な規制を受けないので、熱電冷却素子14の設計に係る自由度を大きく取れるのである。
With such a configuration, the operation of the
10 電気二重層キャパシタ
11 11a〜11c 連結電極
12,12a,12b 外部電極
13 絶縁伝熱シート
14 熱電冷却素子(熱電冷却ユニット)
15,30 キャパシタ温度管理用の電子制御ユニット
16 温度センサ
17 負荷
18 充放電制御用の電子制御ユニット
20 熱交換器
21 ポンプ
22 管路
23 接続管
25 循環路
32 器体
33 蛇行路
34 案内板
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