專利名稱：電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有傳熱部的電源裝置，該傳熱部將電源單元的熱傳導(dǎo)到 散熱部。
背景技術(shù)：
作為混合動(dòng)力機(jī)動(dòng)車、電動(dòng)機(jī)動(dòng)車、燃料電池機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)用或輔助
電源使用的二次電池和燃料電池存在下述難題當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)端子電壓和電容 量降低，當(dāng)高溫時(shí)電解液分解、由于放出氣體造成內(nèi)壓升高、導(dǎo)致電池壽 命縮短。
作為將電源維持在適當(dāng)環(huán)境溫度下的方法，公開了如下方法。在日本 實(shí)開平02-33492號(hào)//^艮(專利文獻(xiàn)l)中/>開了電池驅(qū)動(dòng)型電子裝置的散 熱器。該電池驅(qū)動(dòng)型電子裝置的散熱器，具有將從發(fā)熱部散發(fā)的熱傳導(dǎo)到 電池的傳熱部、以及配置在該傳熱部和電池之間的形狀記憶部件。該形狀 記憶部件，以在身見定的轉(zhuǎn)變溫度以上使電池與傳熱部隔離、在低于轉(zhuǎn)變溫 度時(shí)使電池與傳熱部接觸的方式位移。
由此，在低于轉(zhuǎn)變溫度的低溫狀態(tài)下，通過(guò)從發(fā)熱部傳出的熱能夠使 電池活性化。并且，在轉(zhuǎn)變溫度以上的高溫狀態(tài)下，斷絕來(lái)自發(fā)熱部的熱 傳遞，能夠防止由于過(guò)熱導(dǎo)致電池特性劣化。
另外，作為其他的現(xiàn)有例子，在日本特開2002-124224號(hào)公報(bào)(專利 文獻(xiàn)2)中公開了具有金屬散熱體的電池包。該電池包構(gòu)成為在電池盒 的側(cè)面固定配置熱敏變形體，在電池的溫度上升、超過(guò)了規(guī)定溫度時(shí)，熱 敏變形體變形、與金屬散熱體接觸。
由此，能夠使得在規(guī)定的溫度以下熱敏變形體和金屬散熱體不接觸， 所以能夠防止過(guò)熱的金屬散熱體的熱傳給電池。專利文獻(xiàn)l:日本實(shí)開平02-33492號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-124244號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，形狀記憶部件、熱敏變形體(以下稱"形狀記憶部件等，，)熱變 形時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度，因形狀記憶部件等的材料而異。
還有，適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度因電源的種類而異，例如，在鋰離子二次電池 中，適當(dāng)溫度是10~60°C，在使用了固體高分子材料作為電解質(zhì)的燃料電 池中，適當(dāng)溫度是常溫 約100°C (參照東京燃?xì)庠瓉?lái)如此！燃料電池/ 工作溫度決定的特征不同[平成18年9月27日檢索、網(wǎng)址 <URL:http:〃www.tokyo-gas.co.jp/pefc/what-fc—32.html> )。
所以，在以往的技術(shù)中，必須根據(jù)電源的種類變更熱敏變形體的材料， 所以會(huì)花費(fèi)材料選擇的勞力以及時(shí)間，成本提高。
因此，本發(fā)明的目的在于以低成本提供具有將電源單元的熱散熱于散 熱部的傳熱部的電源裝置。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的特征在于，具有電源單元；由電一機(jī) 械能轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的傳熱部，其將所述電源單元的熱傳導(dǎo)至散熱部；和控 制向所迷傳熱部施加電壓的控制裝置；所述傳熱部，配置在所述電源單元 和所述散熱部之間，對(duì)應(yīng)于所述電壓的施加，在與所述電源單元以及所述 散熱部接觸的接觸狀態(tài)、和與所述電源單元以及/或者所述散熱部不接觸的 非接觸狀態(tài)之間位移。
在這里，可以為使所述控制裝置，對(duì)應(yīng)于所述電源單元的溫度來(lái)控 制電壓的施加。具體來(lái)講，在所迷電源單元的溫度在閾值以下的情況下， 控制所述電壓的施加，使所述傳熱部位移到所述非接觸狀態(tài)。
另外，可以設(shè)置對(duì)所述電源單元以使其從所述散熱部離開的方式進(jìn)行 保持的保持部。
還可以設(shè)置檢測(cè)所述電源單元的溫度的溫度檢測(cè)裝置；使所述控制裝 置，根據(jù)所述溫度檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，控制所述電壓的施加。
可以使所述溫度檢測(cè)裝置，向冷媒供給裝置輸出溫度信息，該冷媒供給裝置根據(jù)所述電源單元的溫度向所述電源單元供給冷媒。
可以使所述傳熱部含有絕緣填料?？梢詫⑺錾岵吭O(shè)為車輛的車體。
可以設(shè)置產(chǎn)生施加于所述傳熱部的電壓的傳熱電源部；所述傳熱電源部獨(dú) 立于所述電源單元。
根據(jù)本發(fā)明，即使在電源單元的適當(dāng)溫度條件不同時(shí)，也能夠不改變 材料地用同樣的構(gòu)成控制電源單元的散熱狀態(tài)。


圖l是應(yīng)用了本發(fā)明的電源裝置的車輛的副駕駛席的立體圖。 圖2A是設(shè)定為散熱狀態(tài)的電源裝置的剖視圖。 圖2B是設(shè)定為絕熱狀態(tài)的電源裝置的剖視圖。 圖3是電源裝置的框圖。
圖4是表示電源裝置絕熱及散熱時(shí)的工作步驟的流程圖。 符號(hào)說(shuō)明
5電源裝置 11副駕駛席 12座部 13靠背部 14頭枕 15座椅導(dǎo)軌 15a下導(dǎo)專九 15b上導(dǎo)軌 16底板 51電源單元 51a電池包 52托架 53壓電元件 54元件電源55元件電源控制電路
56溫度傳感器
61冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路
62風(fēng)扇用馬達(dá)
63冷卻風(fēng)扇
具體實(shí)施例方式
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1
圖l是搭載了本發(fā)明電源裝置的車輛的副駕駛席11的立體圖。副駕駛 席11具有座部12和靠背部13，在靠背部13的上端能夠裝卸地安裝有頭 枕14。
在座部12的下側(cè)區(qū)域，沿車輛的前后方向延伸設(shè)置有在車輛寬度方向 上相對(duì)的一對(duì)座椅導(dǎo)軌15。該座椅導(dǎo)軌15，包括固定在底板(散熱部) 16上的下導(dǎo)軌15a、以及上導(dǎo)軌15b，該上導(dǎo)軌15b固定在座部12的下面、 能夠相對(duì)于該下導(dǎo)軌15a沿其縱長(zhǎng)方向滑動(dòng)且由其引導(dǎo)。通過(guò)該座椅導(dǎo)軌 15，可以在車輛的前后方向上調(diào)節(jié)副駕駛席11的位置。
在一對(duì)座椅導(dǎo)軌15之間，設(shè)置有設(shè)于底板16上的電源裝置5。 接下來(lái)，參照?qǐng)Dl、圖2和圖3，對(duì)電源裝置5的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。在這 里，圖2是電源裝置5的剖面圖，圖2A表示散熱狀態(tài)，圖2B表示絕熱狀 態(tài)，對(duì)于底板16只圖示了包含與壓電元件53接觸的接觸面的一部分。圖 3是電源裝置5的框圖，實(shí)線箭頭表示信號(hào)的流向，虛線箭頭表示機(jī)械動(dòng) 作。
另外，絕熱狀態(tài)也包括通過(guò)形成于壓電元件53和電源單元Sl之間的 空氣層進(jìn)行很少量熱交換的情況。還有，即使在絕熱狀態(tài)下，也通過(guò)托架 (保持部)52進(jìn)行一些熱交換。
在這些圖中，電源單元51是作為混合動(dòng)力車的主蓄電池包裝的鎳金屬 氬(NiMH)電池，通過(guò)串聯(lián)多個(gè)電池單元構(gòu)成。電源單元51由箱型電池包51a覆蓋，由從該電池包51a的下面延伸到 電源單元51的下側(cè)區(qū)域的托架52支撐電源單元51 (參照?qǐng)D2)。
在托架52的下端部，在底板16的平面方向延伸設(shè)置未圖示的凸緣， 在該凸緣形成有未用于對(duì)圖示的緊固連接螺栓進(jìn)行緊固連接的螺紋孔部。
在與該螺紋孔部相對(duì)的底板16的區(qū)域也形成了螺紋孔部，通過(guò)在這些 螺紋孔部對(duì)緊固連接螺栓進(jìn)行緊固連接，將底板16固定固定于托架52。
通過(guò)"i爻置托架52，可以確保電源單元51和底板16隔開。還有，底板 16由鋼構(gòu)成，因此可以高效率地散熱電源單元51的熱。作為托架52的材 料，可以列舉不銹鋼、鋁。
在電源單元51和底板16之間，設(shè)置壓電元件(電一機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件) 53，該壓電元件53固定在底板16上。作為壓電元件53，可以列舉導(dǎo)電性 高分子、電致伸縮彈性體。
在該壓電元件53的上下方向的兩端面(與電源單元51、底板16接觸 的面)設(shè)置了電極部53a,在該電極部53a機(jī)械以及電連接有直流式的元 件電源(傳熱電源部)54。另外，該元件電源54時(shí)常設(shè)定為開啟狀態(tài)，不 用說(shuō)在車輛行駛過(guò)程中，即使在車輛停止期間，也可以向壓電元件53施加 電壓。
壓電元件53，在從元件電源54施加電壓前的狀態(tài)下，與電源單元51 和底板16兩者接觸(以下稱"接觸狀態(tài)，，)。在該接觸狀態(tài)下，從元件電源 54施加了電壓的壓電元件53,以與底板16接觸的狀態(tài)，在上下方向上壓 縮位移，斷絕對(duì)于電源單元51的接觸(以下稱"非接觸狀態(tài)")。
這樣，通過(guò)使壓電元件53在接觸狀態(tài)和非接觸狀態(tài)之間位移，能夠允 許或禁止底板16以及電源單元51之間的熱交換。在壓電元件53中含有絕 緣填料(例如，氮化鋁、氧化鋁)。通過(guò)該絕緣填料，壓電元件"的熱傳 導(dǎo)特性提高，能夠快速冷卻電源單元51。
元件電源控制電路(控制裝置)55，與在電池供應(yīng)器51設(shè)置的溫度傳 感器(溫度檢測(cè)裝置)56電連接，根據(jù)從該溫度傳感器56輸出的溫度信 息，控制元件電源54的電壓施加。這樣，在本實(shí)施例中，使用溫度傳感器56直接檢測(cè)電源單元51的溫 度，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果控制電源單元51的散熱，因此與使用熱敏變形體的以往 技術(shù)相比，能夠正確進(jìn)行電源單元51的溫度控制。
該溫度傳感器56，也與冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路61電連接，該冷卻風(fēng)扇驅(qū) 動(dòng)電路61根據(jù)從溫度傳感器56輸出的溫度信息，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇用馬達(dá)62。當(dāng) 風(fēng)扇用馬達(dá)62被驅(qū)動(dòng)時(shí)，冷卻風(fēng)扇63轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生冷卻風(fēng)，通過(guò)該冷卻風(fēng)能 夠冷卻電池供應(yīng)器51。
另外，向該風(fēng)扇用馬達(dá)62供給驅(qū)動(dòng)能量的未圖示的驅(qū)動(dòng)電源，在車輛 停止?fàn)顟B(tài)下設(shè)定為關(guān)閉。
這樣一來(lái)，從溫度傳感器56能夠獲得決定冷卻風(fēng)扇63和壓電元件53 的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的溫度信息，因此沒有必要另外設(shè)置溫度傳感器用于壓電元件 53的驅(qū)動(dòng)，可以削減成本。
接下來(lái)，用圖4對(duì)電源裝置5絕熱及散熱時(shí)的工作進(jìn)行說(shuō)明。在這里， 圖4是表示電源裝置5絕熱及散熱時(shí)的工作步驟的流程圖。
在初始狀態(tài)下，壓電元件53相對(duì)于電源單元51被設(shè)定為非接觸狀態(tài)、 即絕熱狀態(tài)。
首先，元件電源控制電路55根據(jù)來(lái)自溫度傳感器56的溫度信息，判 別電源單元51的溫度是否超過(guò)閾值(60°C)(步驟S101)。
將閾值設(shè)定為60。C是因?yàn)?，?dāng)超過(guò)60。C時(shí)，可能出現(xiàn)鋰離子電池的電
解液電解、產(chǎn)生氣體。
然后，在電源單元51的溫度超過(guò)60。C的情況下，從元件電源54向壓 電元件53施加電壓，使設(shè)定為非接觸狀態(tài)的壓電元件53位移為接觸狀態(tài) (步驟S102 )。
由此，電源單元51的熱通過(guò)壓電元件53散熱到底板16，能夠抑制伴 隨電源單元51的溫度上升產(chǎn)生的劣化。
還有，元件電源54獨(dú)立于車輛的驅(qū)動(dòng)電源(即電源單元51)。因此，
即使在停止了發(fā)動(dòng)機(jī)的停車期間由于從日光接受的熱導(dǎo)致電源單元51的 溫度上升至60。C以上，也能夠通過(guò)位移成接觸狀態(tài)的壓電元件53散熱電
9源單元51的熱。
在這里，對(duì)應(yīng)于電源單元51的種類，能夠適當(dāng)變更閾值。例如，在將 電解質(zhì)材料使用了固體高分子材料的燃料電池作為電源單元51的情況下， 可以將閾值設(shè)定為約100 。C。
如上所述，在本實(shí)施例中，通過(guò)改變閾值的簡(jiǎn)單方法，能夠在適當(dāng)環(huán) 境溫度下使用適當(dāng)溫度不同的多個(gè)電源。即，不必要像以往技術(shù)一樣根據(jù) 電源的適當(dāng)溫度變更傳熱體(熱敏變形體)的材料，因此能夠減少材料選 擇的勞力以及時(shí)間、降低成本。
在通過(guò)散熱作用、電源單元51的溫度降至60。C以下的情況下(步驟 S103),停止從元件電源54施加電壓，(步驟S104),使設(shè)定為接觸狀態(tài)的 壓電元件53位移成非接觸狀態(tài)。
在這里，在寒冷的地方停車、底板16的溫度由于冷空氣等而下降(例 如，-l(TC)的情況下，通過(guò)在壓電元件53和電源單元51之間形成的空氣 層，能夠抑制電源單元51的熱從底板16散失。
由此，能夠在充放電時(shí)抑制電池供應(yīng)器51的熱向外部散失，因此能夠 使電池供應(yīng)器51的溫度迅速上升至最適溫度(約30°C )。 (變形例)
可以用熱傳導(dǎo)率比壓電元件53高的傳熱部件(例如，不銹鋼、銅)覆 蓋壓電元件53的外周面。由此，能夠提高壓電元件53的熱傳導(dǎo)特性。 還有，可以對(duì)應(yīng)于在電池供應(yīng)器51充放電時(shí)測(cè)定的溫度分布，只在溫
度尤其高的高溫區(qū)域(一個(gè)或多個(gè)都可以)配置壓電元件53。由此，能夠 減小壓電元件53的體積，能夠削減成本。
另外，還可以省略溫度傳感器56。在這種情況下，例如，可以使壓電 元件53的位移控制和供暖的驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)。使壓電元件53，在驅(qū)動(dòng)供暖后位 移為非接觸狀態(tài)規(guī)定時(shí)間，在經(jīng)過(guò)該規(guī)定時(shí)間后位移為接觸狀態(tài)。還有， 可以根據(jù)來(lái)自檢測(cè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的冷卻水的溫度的溫度檢測(cè)傳感器(未圖 示)的溫度信息，控制壓電元件53的位移。
另外，可以是使固定在電池供應(yīng)器51的壓電元件53與底板l6接觸以及非接觸的構(gòu)造。還可以下述構(gòu)造，即，在電源單元51和底板16之間的 區(qū)域，將壓電元件53配置在從該電源單元51以及底板16離開的位置，使 其在散熱狀態(tài)下與電源單元51以及底板16兩者接觸。
還有，將電源裝置5配置在了副駕駛席11的下部區(qū)域，不過(guò)還可以配 置在座席間空出的空間。
電源單元由鋰離子電池構(gòu)成，不過(guò)本發(fā)明還可以適用于其他二次電池、 燃料電池、電雙層電容器。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，其特征在于，具有電源單元；包含電-機(jī)械能轉(zhuǎn)換元件的傳熱部，其將所述電源單元的熱傳導(dǎo)至散熱部；和控制向所述傳熱部施加電壓的控制裝置；所述傳熱部，配置在所述電源單元和所述散熱部之間，對(duì)應(yīng)于所述電壓的施加，在與所述電源單元以及所述散熱部接觸的接觸狀態(tài)、和與所述電源單元以及/或者所述散熱部不接觸的非接觸狀態(tài)之間位移。
2. 如權(quán)利要求l所述的電源裝置，其特征在于，所述控制裝置，對(duì)應(yīng) 于所述電源單元的溫度控制電壓的施加。
3. 如權(quán)利要求2所述的電源裝置，其特征在于，所述控制裝置，在所 述電源單元的溫度在閾值以下的情況下，控制所述電壓的施加，使所述傳 熱部位移到所述非接觸狀態(tài)。
4. 如權(quán)利要求1 3的任何一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于，具有對(duì) 所述電源單元以使其從所述散熱部離開的方式進(jìn)行保持的保持部。
5. 如權(quán)利要求1 4的任何一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于， 具有檢測(cè)所述電源單元的溫度的溫度檢測(cè)裝置；所述控制裝置，根據(jù)所述溫度檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果，控制所迷電壓的 施加。
6. 如權(quán)利要求5所述的電源裝置，其特征在于，所述溫度檢測(cè)裝置， 向冷媒供給裝置輸出溫度信息，該冷媒供給裝置根據(jù)所述電源單元的溫度 向所述電源單元供給冷媒。
7. 如權(quán)利要求1 6的任何一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于，所述傳 熱部含有絕緣填料。
8. 如權(quán)利要求1 7的任何一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于，所述散 熱部是車輛的車體。
9. 如權(quán)利要求1 8的任何一項(xiàng)所述的電源裝置，其特征在于，具有產(chǎn)生施加于所述傳熱部的電壓的傳熱電源部； 所述傳熱電源部獨(dú)立于所述電源單元。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于以低成本提供具有將電源單元的熱散熱于散熱部的傳熱部的電源裝置。設(shè)置電源單元(51)、將電源單元的熱傳導(dǎo)至底板(16)的壓電元件(53)、和控制向壓電元件(53)施加電壓的元件電源控制電路(55)。該壓電元件(53)，配置在電源單元(51)和底板(16)之間，對(duì)應(yīng)于電壓的施加，在與電源單元(51)以及底板(16)接觸的接觸狀態(tài)、和與電源單元(51)以及/或者底板(16)不接觸的非接觸狀態(tài)之間位移。
文檔編號(hào)B60K11/06GK101517819SQ200780035739
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者高橋泉 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社