CN100519248C - 用于电动车辆的电存储装置的冷却设备和冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动车辆的冷凝器的冷却设备，包括车辆驱动电机，电能从冷凝器通过变流器供给到所述车辆驱动电机，所述冷却设备包括：冷却器，所述冷却器包括扇，所述扇将冷却空气送入车室内；抽吸口，所述抽吸口朝向车室内打开，从而抽吸冷却空气并将冷却空气朝向冷凝器供给；和控制器，当所述扇操作以及电存储装置的温度超过了第一预定值时，所述控制器增加了扇的旋转次数。

Description

用于电动车辆的电存储装置的冷却设备和冷却方法
技术领域
本发明涉及用于例如混合动力车辆和电动车的电动车辆的电存储装置的冷却设备和冷却方法，所述车辆设有车辆驱动电机，电能从例如电池和电容器的电存储装置通过变流器(inverter)供给到所述车辆驱动电动机。特别地，本发明涉及一种用于电动车辆的电存储装置的冷却设备和冷却方法，所述设备通过利用从冷却器供给到车室内(cabin interior)的冷却空气而冷却所述电存储装置。
背景技术
例如混合动力车辆和电动车的电动车辆设有高压冷凝器，所述冷凝器将电能在驱动期间供给到电动发电机，并在减速期间用电动发动机产生的电能进行充电。该冷凝器正常与例如PDU(Power Drive Unit)和DC—DC变流器(converter)的高压电力设备一起容纳在电力设备箱中，并在与车室内隔离的后座之后的位置处定位。
由于电动车辆使用高压冷凝器，通过驱动电机或者通过将其充电所产生的热量较大。为了处理这样产生的热，研发了用于电动车辆的冷凝器的冷却设备，其将从冷却器供给到车室内冷却空气通过抽吸口供给到冷凝器的容纳空间，所述抽吸口朝向车室内打开，并由此冷却所述冷凝器(例如，参照日本专利No.3,125,198)。
在该用于电动车辆的冷凝器的冷却设备中，冷却器根据驱动和再生用的冷凝器的温度而操作。但是，例如，当车辆外部的环境温度较高或者当车室内的隔离强度通过窗玻璃到达车室内的阳光而增加时，存在这样的情况：其中从吹风机吹送的冷却空气在到达抽吸口之前被加热，并且由此防止了冷凝器的快速冷却。
因此，本发明的目的是提供一种用于电动车辆的冷凝器的冷却设备，当驱动和再生用的冷凝器的温度增加时，所述冷却设备能够立即冷却冷凝器。
发明内容
为了实现上述目的，本发明利用了下述方面。
即，本发明利用了一种用于电动车辆的电存储装置的冷却设备，所述电动车辆包括车辆驱动电机，电能从电存储装置通过变流器供给到所述车辆驱动电机，所述冷却设备包括：冷却器，所述冷却器包括扇，所述扇将冷却空气送入车室内；抽吸口，所述抽吸口朝向车室内打开，从而抽吸冷却空气并将冷却空气朝向电存储装置供给；和控制器，当所述扇操作以及电存储装置的温度超过了第一预定值时，所述控制器增加扇的旋转次数。
根据用于电动车辆的电存储装置的冷却设备，当冷却器在操作中并且如果电存储装置的温度超过了第一预定值，控制器增加了冷却器的扇的旋转次数。结果，增加了将被供给到抽吸口的冷却空气的流速。因此，所述电存储装置可以立即冷却，因为可以获得将被供给到抽吸口的适当的冷却空气流速。
可以安置使得当扇在操作中且电存储装置的温度超出第一预定值时，控制器将冷却器的空气供给模式切换到车室内空气循环模式。
在这种情况下，当冷却器在操作时，如果电存储装置的温度增加并超过了第一预定值，控制器增加了冷却器的扇的旋转次数并且也将冷却器的空气供给模式切换到车室内空气循环模式。结果，冷却空气将供给到抽吸口同时终止环境空气的引入。因此，由于具有相对更高的温度的环境空气(ambient air)的引入可以终止，可以有效地冷却电存储装置。
可以安置使得用于电动车辆的电存储装置的冷却设备进一步包括环境温度测量装置，所述环境温度测量装置测量电动车辆的外部的环境温度，其中控制器对增加扇的旋转次数的要求还包括在车室外(cabinexterior)的温度超过第二预定值。
在这种情况下，当同时操作其的电存储装置的温度增加并超过第一预定值且通过环境温度测量装置测量的温度超过第二预定值，控制器增加了扇的旋转次数，由此增加从扇供给到抽吸口的冷却空气流速。因此，即使当用于电存储装置的冷却性能由于增加了环境温度而降低时，电存储装置可以通过将被供给到抽吸口的冷却空气的适当的流速而立即冷却。
可以安置使得用于电动车辆的电存储装置的冷却设备进一步包括隔离强度测量装置，所述隔离强度测量装置测量隔离强度，其中控制器对增加扇的旋转次数的要求还包括隔离强度超过第三预定值。
在这种情况下，当同时操作其的电存储装置的温度增加并超过第一预定值且通过隔离强度测量装置测量的隔离强度超过第三预定值，所述控制器增加了扇的旋转次数，并由此增加了从扇供给到抽吸口的冷却空气的流速。因此，即使当用于电存储装置的冷却性能由于增加了隔离强度而降低时，电存储装置可以通过将被供给到抽吸口的冷却空气的适当的流速而立即冷却。
此外，本发明也利用了一种用于电动车辆的电存储装置的冷却方法，所述电动车辆包括车辆驱动电机，电能从电存储装置通过变流器供给到所述车辆驱动电机，电存储装置通过冷却器的扇通过从冷却器供给的冷却空气冷却，用于电动车辆的电存储装置的冷却方法包括：当扇处于操作中并且电存储装置的温度超过第一预定值时增加扇的旋转次数。
根据用于电动车辆的电存储装置的冷却方法，当冷却器在操作中时，如果电存储装置的温度增加且超过第一预定值，扇的旋转次数将增加。由此，增加了将被供给到抽吸口的冷却空气的流速。因此，所述电存储装置可以通过将被供给的冷却空气的适当流速立即冷却。
可以安置使得当扇在操作中且电存储装置的温度超出第一预定值时，用于电动车辆的电存储装置的冷却方法还包括将冷却器的空气供给模式切换到车室内空气循环模式。
在这种情况下，当冷却器在操作时，如果电存储装置的温度增加并超过了第一预定值，控制器增加了冷却器的扇的旋转次数并且也将冷却器的空气供给模式切换到车室内空气循环模式。用该操作，冷却空气被供给到电存储装置同时终止引入环境空气。因此，通过终止将具有相对更高温度的环境空气引入到车室内而有效地冷却电存储装置。
可以安置使得用于增加扇的旋转次数的要求还包括在车室外的温度超过第二预定值。
在这种情况下，当冷却器在操作时，如果电存储装置的温度增加并超过了第一预定值且如果所述车室之外的环境空气的温度超过第二预定值，控制器增加了扇的旋转次数，并由此增加从扇供给到电存储装置的冷却空气的流速。因此，即使当用于电存储装置的冷却性能由于增加了环境温度而降低时，电存储装置可以通过将被供给到抽吸口的冷却空气的适当的流速而立即冷却。
可以安置使得增加扇的旋转次数的要求还包括，隔离强度超过第三预定值。
在这种情况下，当冷却器在操作中，如果电存储装置的温度增加并超过了第一预定值且如果隔离强度超过了第三预定值，控制器增加了扇的旋转次数，并由此增加从扇供给到电存储装置的冷却空气的流速。因此，即使当用于电存储装置的冷却性能由于增加了隔离强度而降低时，电存储装置可以通过将被供给到抽吸口的冷却空气的适当的流速而立即冷却。
附图说明
图1的平面图示意显示了根据本发明的一个实施例的车辆；
图2的侧视图示意显示了所述车辆；
图3的流程图用于解释相同实施例中的控制。
具体实施方式
根据本发明的、用于电动车辆的电存储装置的冷却设备的一个实施例将在下面参照附图来说明。在下面说明中，如果没有特别说明，例如前、向后、左和右的方向对应车辆的方向。此外，在附图中，箭头F指示向前的方向，箭头R指示向后的方向，箭头L指示向左的方向，箭头R指示向右的方向。
图1、2显示了设有本实施例的电动车辆1的冷凝器用的冷却设备的混合动力车辆(电动车辆)。该混合动力车辆是所谓的并行类型，其中发动机2和电动发电机3(车辆驱动电机)串联连接，这些的驱动功率通过变速器4传递到驱动轮(例如前轮Wf)。电动发电机3通过例如三相无刷DC电机配置。在附图中，参考符号5f1指示驱动座侧上的前座同时参考符号5f2指示乘客座侧上的另外的前座。此外，参考符号5r指示后座，参考符号6指示手柄，参考符号Wr指示后轮。
在该混合动力车辆中，当混合动力车辆减速等时，前轮的旋转被传递到电动发电机(motor generator)，且电动发电机3作为发动机工作，并由此回收能量作为所谓的再生制动力。回收的电能通过未示出的PDU(Power Drive Unit)被充电到高压电池7中，用于驱动和再生(电存储装置)。此外，PDU包括变流器(inverter)，作为其主要部件之一。PDU从电池7接收直流电并当电动发电机被驱动时将其转换为三相交流电，同时当电动发电机3在制动操作等中，PDU将通过电动发电机3产生的交流电转换为直流电。
作为本发明的冷却器的一个实例的空气调节器单元8被安置在车室内的内部的前座位5f1、5f2之前。空气调节器单元8设有换热系统(未在图中示出)，通过电机驱动的吹风机9和用于切换空气供给模式的切换机构10。切换机构10通过选择环境空气抽吸模式或者内部空气循环模式而切换空气供给模式。在环境空气抽吸模式中，环境空气通过打开环境空气抽吸管道(未在图中示出)而连续地引入车室内。在内部空气循环模式中，车室内的内部的空气通过关闭环境空气抽吸管道而循环。换热系统的压缩机和吹风机、切换机构等通过空气调节器CPU 30(控制器)来控制。此外，在附图中，参考数字11指示空气调节器单元8的操作面板，而参考数字12指示空气调节器单元8的空气扩散器。
另一方面，电动设备箱13被安置在后座5r的靠背之后。电动设备箱13大体上具有矩形实心形状，并包括与例如上述其内的PDU和DC—DC变流器的高压电动设备一起用于驱动和再生的电池7以及电池CPU 31(控制器)。冷却空气被引入电动设备箱3的内部。所引入的冷却空气通过冷却电池7、电池CPU 31和例如上述的PDU的高压电动设备而执行换热，并此后朝向躯干14侧排气。将被引入电动设备箱13的空气从车室内通过抽吸管道15引入。在抽吸管道15的车室内侧上的一端通过设置在后包裹(rear parcel)33(参考图2)上的抽吸口16与车室内连通。
电池7设有用于测量电池7的温度的电池温度传感器17(电池温度测量装置)。电池温度传感器17的信号被输入电池CPU 31。除了来自电池温度传感器17的信号之外，电池CPU 31从电池7接收了电压信号和来自发动机控制器等的要求信号，并由此根据运行情况执行供给电能和充电的控制。
空气调节器CPU 30连接到用于测量车辆的外部的温度的环境温度测量传感器18(环境温度测量装置)和隔离强度测量传感器19(隔离强度测量装置)，所述隔离强度测量传感器19用于通过例如后窗玻璃的窗玻璃测量在车室内的隔离强度。空气调节器CPU 30从这些传感器18、19接收信号，和来自电池CPU 31的通信信号。空气调节器CPU 30基本上基于输入到操作面板11中的设置操作控制温度和流速。此外，在空气调节期间，如果信号从电池CPU 31被输入空气调节器CPU 30，指示：通过环境温度测量传感器18测量的温度和通过隔离强度测量传感器19测量的隔离强度都超过了预定温度；电池7的温度超过了预定值，然后空气调节器CPU 30将增加空气调节器单元8的吹风机9的旋转次数。
此外，本实施例的电池冷却设备1设有：空气调节器单元8，包括空气调节器CPU 30；抽吸口16，抽吸管道15，电动设备箱13，电池CPU 31等。
通过空气调节器CPU 30和电池CPU 31控制电池冷却设备1将参照图3的流程图在下面说明。此外，下述过程将被执行同时空气调节器单元8执行空气调节。
首先，在步骤101，比较通过环境温度测量传感器18测量的温度和储存在存储器中的阈值(例如40℃的环境温度阈值)。然后，如果测量的温度等于或者小于环境温度阈值(例如40℃)，所述过程不做任何事情而通过，或者如果被测量的温度高于环境温度阈值，所述过程继续到下一步骤102。
在步骤102，通过隔离强度测量传感器19测量的隔离强度以及储存在存储器中的隔离强度阈值(例如800kcal/m2hr)进行比较。然后，如果测量的隔离强度等于或者小于隔离强度阈值，所述过程不做任何事情通过，或者如果被测量的隔离强度大于隔离强度阈值，所述过程继续到下一步骤103。
在步骤103，通过电池温度传感器17测量的温度与储存在存储器中的电池温度阈值进行比较。然后，如果被测量的温度等于或者小于电池温度阈值，所述过程不做任何事情通过，或者如果被测量的温度高于电池温度阈值，所述过程继续到下一步骤104。此外，实际温度比较通过电池CPU 31来执行，指示比较结构的信号被传送到空气调节CPU 30。
在步骤104，指示用于增加吹风机9的旋转次数(即，用于增加驱动电压)的命令。
在子步骤105，对空气调节器单元8的切换机构10指示命令，让从空气供给模式切换到车室内空气循环模式。
如上所解释，当被测量的环境温度和被测量的隔离强度都高于预定值，且当电池7的温度高于预定值时，本实施例的电池冷却设备1将空气供给模式切换到车室内空气循环模式，并增加了吹风机9的旋转次数。结果，例如图2中的箭头A’的实例所示的流速将增加到箭头A，并由此立即将冷却空气供给到抽吸口16。因此，车室内中的冷却空气通过抽吸口16被主动地供给到电动设备箱13中，并由此立即冷却例如电池7的发热部分。此外，此时，由于空气供给模式通过终止引入环境空气而切换到车室内空气循环模式，从车室内到电动设备箱13的内部的空间(即，空气)可以被有效地冷却。
本实施例的电池冷却设备1可以被安置，这样：只有电池7的温度被监测；和吹风机9的流速在电池温度超过预定的温度时增加。但是，在本实施例的电池冷却设备1中，设定了增加吹风机9的流速的要求，这样环境温度和隔离强度超过了预定的值；因此，只有当抽吸口16周围的温度具有较高的被增加的可能性时，电池7的立即冷却就可以用尽可能低的频率来执行。因此，电池冷却设备1不会提供由于朝向乘客的频繁流速改变而引起的不舒适。
此外，本发明不限于上述的实施例，且在不背离本发明的精神或者范围的情况下可以进行修改。例如，在上述的实施例中，电池7被安置在后座5r的靠背之后；但是，电池7可以安置在例如车室内的地板之下的其他位置处。此外，在上述的实施例中，电池7的立即冷却通过共同控制空气调节器CPU 30和电池CPU 31而得到控制；但是，例如，可以只通过空气调节器CPU 30将例如电池7的温度监测功能添加到空气调节器CPU 30而进行相同的控制。
此外，在上述的实施例中，当电池7的温度上升且超过预定值时，只有吹风机9的旋转次数增加；但是，除了增加吹风机9的旋转次数之外，压缩机的压缩容量和解压缩装置的节流量可以增加，以增加冷却循环(未示出)的冷却性能。
此外，在上述的实施例中，根据本发明的冷却设备被应用到混合动力车辆；但是，它也可以应用到只使用电机作为驱动源的电动车。此外，在上述的实施例中，电池被用于冷凝器；但是，电容器可以替代电池来使用。
尽管已经说明了本发明的优选实施例并在上面进行了显示，必须理解，这只是本发明的实例，而不是为了限制。在不背离本发明的精神或者范围的情况下可以进行添加、省略、替换和其他修改。因此，本发明不限于考虑为通过前述的说明书而受到限制，并只由所附权利要求的范围来限制。

Claims (6)

1.一种用于电动车辆的电存储装置的冷却设备，所述电动车辆包括车辆驱动电机，电能从电存储装置通过变流器供给到所述车辆驱动电机，所述冷却设备包括：
冷却器，所述冷却器包括扇，所述扇将冷却空气送入车室内；
设置在后包裹上的抽吸口，所述抽吸口朝向车室内打开，从而抽吸冷却空气并将冷却空气朝向电存储装置供给；
隔离强度测量装置，该隔离强度测量装置用于通过后窗玻璃的窗玻璃测量在车室内的隔离强度；和
控制器，当所述扇在操作中以及电存储装置的温度超过了第一预定值并且所述隔离强度超过了第三预定值时，所述控制器增加所述扇的旋转次数。
2.根据权利要求1所述的用于电动车辆的电存储装置的冷却设备，其中，当扇在操作中且电存储装置的温度超过第一预定值时，控制器将冷却器的空气供给模式切换到车室内空气循环模式。
3.根据权利要求1所述的用于电动车辆的电存储装置的冷却设备，还包括环境温度测量装置，所述环境温度测量装置测量所述电动车辆的外部的环境温度，其中
控制器对增加所述扇的旋转次数的要求还包括在车室外的温度超过第二预定值。
4.一种用于电动车辆的电存储装置的冷却方法，所述电动车辆包括车辆驱动电机，电能从电存储装置通过变流器供给到所述车辆驱动电机，电存储装置通过冷却器的扇被从冷却器供给的冷却空气所冷却，用于电动车辆的电存储装置的冷却方法包括：
从设置在后包裹上的朝向车室内打开的抽吸口抽吸冷却空气并将冷却空气朝向电存储装置供给；
当扇在操作中并且电存储装置的温度超过第一预定值并且通过后窗玻璃的窗玻璃测量的车室内的隔离强度超过了第三预定值时，增加所述扇的旋转次数。
5.根据权利要求4所述的用于电动车辆的电存储装置的冷却方法，还包括
当扇在操作中且电存储装置的温度超过第一预定值时，将冷却器的空气供给模式切换到车室内空气循环模式。
6.根据权利要求4所述的用于电动车辆的电存储装置的冷却方法，其中，用于增加所述扇的旋转次数的要求还包括在车室外部的温度超过第二预定值。
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