CN105452025A - 用于电池的温度控制器 - Google Patents

Abstract

一种用于电池的温度控制器，包括：温度控制部，其被配置为通过热媒在液相与气相之间的相变来控制所述电池的温度；气相流道，流出所述温度控制部的气相热媒流过所述气相流道；热媒冷却部，其被配置为使从所述气相流道流入的所述气相热媒冷凝；以及液相流道，液相热媒通过所述液相流道从所述热媒冷却部流到所述温度控制部，布置所述温度控制部和所述热媒冷却部，以使得所述热媒冷却部中的所述液相热媒的液面位于所述温度控制部中的所述液相热媒的液面的上方。

Description

用于电池的温度控制器

技术领域

本发明涉及用于电池的温度控制器，具体地说，涉及用于通过热媒控制电池温度的温度控制器。

背景技术

因为电池具有一个问题，即当它暴露于高温时，其耐久寿命减少，所以希望适当控制电池的温度。用于控制电池温度的设备例如已在第2012-226954(JP2012-226954A)、2011-183862(JP2011-183862A)、2009-9888(JP2009-9888A)、2012-227072(JP2012-227072A)和2013-012700(JP2013-012700A)号日本专利申请公开等中披露。

JP2011-183862A披露一种结构，其中在由多个模块组成的车载电池中，通过以可热交换方式将热管安装在单元电池上形成模块。

发明内容

如上所述，尽管具有热管的电池温度控制器已知，但尚未研究用于有效操作所述热管(例如所述热管中的制冷剂流等)的结构。

本发明提供一种能够有效控制电池温度的温度控制器。

根据本发明的一个方面的用于电池的温度控制器是一种用于控制电池温度的温度控制器，并且包括温度控制部、气相流道、热媒冷却部和液相流道。所述温度控制部通过所述热媒的液相与气相之间的相变来控制所述电池的温度。从所述温度控制部流出的所述气相热媒流入到所述气相流道。所述热媒冷却部使从所述气相流道流入的所述气相热媒冷凝。所述液相热媒通过所述液相流道从所述热媒冷却部流到所述温度控制部。布置所述温度控制部和所述热媒冷却部，以使得所述热媒冷却部中的所述液相热媒的液面位于所述温度控制部中的所述液相热媒的液面的上方。

在上面描述的温度控制器中，可以布置所述温度控制部和所述热媒冷却部，以使得所述热媒冷却部的下端位于所述温度控制部的上端的上方。

在上面描述的温度控制器中，所述温度控制部可以沿着所述电池的纵向延伸。所述气相流道可以沿着所述温度控制部的延伸方向连接到所述温度控制部的一个端部，并且所述液相流道可以连接到所述温度控制部的另一个端部。

在上面描述的温度控制器中，所述电池具有多个单元，并且所述单元可以沿着所述电池的所述纵向层叠。所述温度控制器与所述温度控制部接触，并且可以进一步包括布置在所述多个单元之间的散热板(heatsink)。

在上面描述的温度控制器中，所述液相流道可以倾斜以便从所述热媒冷却部朝向所述温度控制部变低。

在上面描述的温度控制器中，所述气相流道可以倾斜以便从所述温度控制部朝向所述热媒冷却部变高。

在上面描述的温度控制器中，所述气相流道可以与所述电池分开布置。

在上面描述的温度控制器中，所述温度控制部可以具有用于加热所述热媒的加热构件。所述加热构件可以加热积聚在所述温度控制部中的所述液相热媒。

根据本发明的一个方面的温度控制器，能够有效控制电池温度。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特性、优点以及技术和工业意义，其中相同标号表示相同元素，这些附图是：

图1是示出根据本发明的一个实施例的用于电池的温度控制器的示意性结构的透视图；

图2是以放大视图示出散热板的结构的透视图；

图3是从图2中的箭头Ⅲ方向观看的散热板和温度控制部的俯视图；

图4是示出根据本实施例的用于连接电池的温度控制器的制冷循环的结构的示意图；

图5是示出热交换器的结构的一个实例的示意图；

图6是示出热交换器的结构的另一个实例的示意图；

图7是示出根据本实施例的用于电池的温度控制器在冷却电池期间的操作的示意横截面图；

图8是示出根据本实施例的用于电池的电池温度控制器在升高电池温度期间的操作的示意横截面图；以及

图9是示出根据实施例2的用于电池的温度控制器的结构的示意横截面图。

具体实施方式

以下，将参考附图描述本发明的实施例。在下面示出的附图中，相同参考标号指示相同构件或对应构件，并且不重复其描述。

(实施例1)[用于电池的温度控制器10的结构]图1是示出根据本发明的一个实施例的用于电池的温度控制器10的示意性结构的透视图。根据本实施例的用于电池的温度控制器10用于控制电池1的温度，在电池1中层叠布置多个电池单元2。电池1具有多个电池单元2。多个电池单元2沿着层叠方向S以层叠布置，并且因此形成电池1。

每个电池单元2具有扁平的长方体盒形状。电池单元2沿着其厚度方向层叠。电池单元2在其上端部具有电极部(未示出)。多个电池单元2经由电极部彼此串联电连接。电池单元2通常具有以这样的方式获得的结构：在正电极中使用钴酸锂(LiCoO₂)或锰酸锂(LiMnO₂)，在负电极中使用石墨(C)，在各电极之间插入隔离物以便绝缘，在各电极板层叠在数个层中之后，它们与电解液一起被铝叠层密封。电池单元2可以具有其它形状(例如圆柱形)而不限于长方体。进一步，电池1可以包括并联电连接的电池单元2。

在沿着电池单元2的层叠方向S的两个端部，布置一对端板(未示出)，电池单元2沿着层叠方向S层叠布置。这对端板通过约束构件彼此固定，并且多个电池单元夹在端板的中间，因此，多个电池单元2成为一体并且形成电池1。电池1整体具有细长的矩形盒形状。多个电池单元2的层叠方向S对应于电池1的纵向。多个电池单元2沿着电池1的纵向层叠。

用于电池的温度控制器10包括温度控制部30。温度控制部30被布置在面对电池1的侧面的位置处。温度控制部30具有扁平的细长矩形盒形状。温度控制部30沿着电池1的纵向延伸。温度控制器30通过沿着电池1的纵向从电池1的一端延伸到另一端而设置。设置温度控制部30以便面对至少两个电池单元2。跨越多个电池单元2设置温度控制部30。设置温度控制部30以便沿着层叠方向S在多个电池单元2中的两端处面对电池单元2。温度控制部30由导热性极佳的金属或合金(例如铜、铝等)制成。

温度控制部30具有加热构件70。加热构件70被附接到温度控制部30的外表面，或者被布置在温度控制部30的内部空间中。加热构件70被布置在温度控制部30的下端34附近。加热构件70是自身产生热量的构件，例如电加热器等。进一步，加热构件70可以是传热构件，其接收从外部传递的热量。

用于电池的温度控制器10包括热媒冷却部40。热媒冷却部40被布置在与电池1和温度控制部30分开的位置处。用于电池的温度控制器10进一步包括气相流道50和液相流道60。气相流道50和液相流道60连接温度控制部30和热媒冷却部40。气相流道50在连接到温度控制部30的一侧具有端部51，并且在连接到热媒冷却部40的一侧具有端部52。液相流道60在连接到热媒冷却部40的一侧具有端部61，并且在连接到温度控制部30的一侧具有下面描述的端部62。

温度控制部30沿着其延伸方向(即，电池单元2的层叠方向S)具有一个端部31和另一个端部32。气相流道50的端部51连接到温度控制部30的端部31。液相流道60的端部62连接到温度控制部30的端部32。气相流道50和液相流道60连接到一对表面中的一个和另一个，这对表面沿着温度控制部30的延伸方向彼此面对。气相流道50和液相流道60分别连接到温度控制部30的外表面的最分开的位置。气相流道50的端部51连接到温度控制部30的上端附近。液相流道60的端部62连接到温度控制部30的下端附近。

温度控制部30、气相流道50、热媒冷却部40和液相流道60彼此连接，并且从而形成封闭环形通道。当通过温度控制部30、气相流道50、热媒冷却部40和液相流道60形成的封闭环形通道被密封、排空，并且热媒被封装在流道中时，形成用于电池的温度控制器10。用于电池的温度控制器10是热管，其通过热媒的蒸发和冷凝完成热传递，并且具有环形热虹吸管结构，其中气相热媒的流道与液相热媒的流道分开。作为热媒，可以使用在常温和常压下变成气体的热媒，例如二氧化碳、含氯氟烃等。

布置气相流道50以便从温度控制部30的端部31向上弯曲并且环绕温度控制部30。因为气相流道50相对于电池1在上方布置，所以气相流道50与电池1分开布置。

散热板20被布置在电池1与温度控制部30之间。图2是以放大视图示出散热板20的结构的透视图。图3是从图2的箭头标志Ⅲ方向观看的散热板20和温度控制部30的俯视图。如图2和图3中所示，散热板20具有层间板部21和侧壁板部22。层间板部21和侧壁板部22具有平板状形状。

层间板部21沿着电池单元2的层叠方向S夹在电池单元2的中间。层间板部21与扁平盒状电池单元2的主表面进行表面接触，并且沿着电池单元2的层叠方向S从两侧夹在电池单元2的中间。沿着电池单元2的层叠方向S，电池单元2和散热板20的层间板部21交替布置。层间板部21被布置在两个电池单元2之间，并且被布置为与电池单元2紧密接触。

在图3中所示的俯视图中，层间板部21在图中沿着铅垂方向延伸，并且侧壁板部22在图中沿着水平方向延伸。层间板部21的一个端部(图3中的下侧的端部)被布置在与电池单元2的侧壁分开的电池1之外的位置处。侧壁板部22连接到层间板部21的上述端部。层间板部21沿着与电池单元2的层叠方向S正交的方向延伸。侧壁板部22沿着电池单元2的层叠方向S延伸。侧壁板部22沿着与层间板部21相交的方向延伸。因此，散热板20整体形成L形平面。

散热板20的材料没有具体限制，只要它具有极佳的热传输效率。但是，当考虑承载性能时，散热板20优选地由金属制成。作为金属，能够使用诸如铝、铜、铁之类的各种金属。但是，从更轻重量的观点看，优选使用铝。进一步，优选地为散热板20提供电绝缘性能，并且为了该目的，优选地涂有诸如树脂之类的绝缘材料。作为树脂，没有具体限制，只要它具有绝缘性能。但是，例如可以引用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为优选树脂。

参考图3，在层叠布置的电池单元2和散热板20中，在散热板20的侧壁板部22的外表面上(即，在没有面对平板状侧壁板部22的主表面的电池单元2的一侧的表面上)，温度控制部30沿着电池1的侧面布置。温度控制部30宏观上与散热板20的侧壁板部22的外表面进行表面接触。侧壁板部22通过焊接固定到温度控制部30的表面。温度控制部30和散热板20通过焊接成为一体。因为温度控制部30和散热板20作为一体化结构体形成，所以降低了温度控制部30与散热板20之间的热阻。

温度控制部30可以处于与侧壁板部22热接触的状态，即，处于这样一种状态：其中直接在温度控制部30与侧壁板部22之间传递热量，并且热传递效率足够高。因此，并不限于其中将温度控制部30焊接到侧壁板部22的结构。例如，可以根据诸如钎焊、锡焊之类的其它方法，使温度控制部30和侧壁板部22成为一体。进一步，例如，可以形成这样一种结构：其中通过在温度控制部30与侧壁板部22之间插入具有高导热性的材料，温度控制部30和侧壁板部22间接接触。

散热板20的层间板部21延伸到电池1之外的位置，并且在散热板20的俯视图中，侧壁板部22被布置在相对于电池单元2的侧面分开的位置处。层间板部21从夹住层间板部21的两个电池单元2之间突出，并且侧壁板部22被布置到突出尖端。在侧壁板部22与电池2的侧面之间形成间隙。因此，在面对电池单元2的温度控制部30的表面与电池单元2的侧面之间，形成间隙。温度控制部30和电池单元2可以无间隙接触，在这种情况下，能够优选地提高温度控制部30与电池单元2之间的热传递效率。

因为散热板20与温度控制部30接触并且被布置在多个电池单元2之间，所以促进温度控制部30与电池单元2之间的热传递。电池单元2产生的热量经由散热板20传递到温度控制部30，并且该热量由温度控制部30吸收。因此，来自电池单元2的热量向外释放，抑制电池单元2的温度升高，并且可以实现电池单元2的性能维持和更长寿命。

图4是示出根据本实施例的用于连接电池的温度控制器10的制冷循环100的结构的示意图。图4中所示的制冷循环100例如被设置为冷却房间的空调装置。例如，当开启用于冷却的开关时，或者当选择用于控制以使得房间中的温度自动变成预设温度的自动控制模式，并且房间中的温度高于预设温度时，执行使用制冷循环100的冷却。

制冷循环100包括压缩机110、冷凝器120、膨胀阀130和蒸发器140。在制冷循环100的工作期间，压缩机110绝热地压缩制冷剂，在过热蒸汽状态下排出制冷剂，并且将制冷剂循环到制冷循环100。冷凝器120通过恒压地将热量释放到外媒，使已在压缩机110中压缩的气相制冷剂变成制冷剂液体。膨胀阀130使冷凝器120冷凝的高压液相制冷剂膨胀，并且变成低温和低压的气液混合状态。当膨胀阀130减压的湿蒸汽制冷剂蒸发(汽化)，并且从导入以便与蒸发器140接触的周围空调空气变成制冷剂气体时，蒸发器140吸收蒸发热。

制冷循环100包括累积器150，其设置在制冷剂通道上相对于压缩机110的上游侧。累积器150用于保持压缩机110在恒定状态下吸入的制冷剂。累积器150具有以下功能：当流入累积器150的制冷剂处于气液两相混合状态时执行制冷剂的气液分离，将制冷剂液体储存在累积器150中，并且将饱和蒸汽状态的气相制冷剂返回到压缩机110。累积器150使在压缩机110中仅吸入气态的制冷剂蒸汽，并且防止制冷剂液体流入压缩机110。

制冷循环100进一步包括热交换器160、膨胀阀170和电磁阀180。热交换器160、膨胀阀170和电磁阀180相对于膨胀阀130和蒸发器140并联连接。电磁阀180是这样一种阀：其被设计为可在全开状态与全闭状态之间切换。膨胀阀170(与膨胀阀130相同)使液体制冷剂膨胀并且将其变成低温和低压的气液混合状态。热交换器160在膨胀阀170中减压的低温制冷剂与流入热媒冷却部40的热媒之间执行热交换。在热交换器160中，从流入热媒冷却部40的气相热媒释放热量，并且热媒被液化。

图5是示出热交换器160的结构的一个实例的示意图。图5中所示的热交换器160包括配管190，其布置在热媒冷却部40的内部。配管190连接膨胀阀170和累积器150。经过膨胀阀170的低温制冷剂经由配管190流向累积器150。流入热媒冷却部40的热媒与在制冷循环100中循环的制冷剂执行直接热交换。因此，在图5中所示的实例中，热媒冷却部40本身具有作为热交换器160的功能。

配管190具有在热交换器160内部蛇行的形状。因此，配管190与热媒冷却部40中的热媒接触的表面积变得更大，并且从而提高从热媒到制冷剂的热传递效率。

图6是示出热交换器160的结构的另一个实例的示意图。图6中所示的热交换器160具有机箱161。在机箱161的内部空间中，例如充满诸如水之类的液体。热媒冷却部40和配管190被布置在机箱161的内部。配管190被浸入充满机箱161的液体中。因为配管190具有蛇行的形状，所以促进流入配管190的制冷剂与充满机箱161的液体之间的热交换。

通过流入配管190的低温制冷剂，冷却充满机箱161的液体。通过向充满机箱161的液体释放热量，冷却流入热媒冷却部40的热媒。流入热媒冷却部40的热媒经由充满机箱161的液体，与在制冷循环100中循环的制冷剂执行热交换。因为充满机箱161的液体具有储热性能，所以抑制流入热媒冷却部40的热媒的冷却性能的变化。

流入热媒冷却部40的热媒可以通过不同于参考图4至图6描述的实例的空冷型或水冷型的任何冷却器来冷却，在参考图4至图6描述的实例中，流入热媒冷却部40的热媒通过与在制冷循环100中循环的制冷剂热交换而被冷却。

[用于电池的温度控制器10的操作]下面将描述当通过配备有上述结构的用于电池的温度控制器10来控制电池1的温度时的操作。图7是示出根据本实施例的用于电池的温度控制器10在冷却电池期间的操作的示意横截面图。

如图7中所示，温度控制部30被形成为中空形状。温度控制部30的中空内部空间的下侧的一部分形成液相媒体部35，其积聚液相热媒。温度控制部30的中空内部空间的上侧的一部分形成气相媒体部36，其中充满气相热媒。积聚在液相媒体部35中的液相热媒的液面S1形成液相媒体部35与气相媒体部36之间的界面。温度控制部30被设置处于这样一种状态：其中在自然状态(环境温度状态)下，液相热媒被积聚在温度控制部30的内部，并且温度控制部30具有储液器的功能。

热媒冷却部40被形成为中空体。热媒冷却部40的中空内部空间的下侧的一部分形成液相媒体部45，其积聚液相热媒。热媒冷却部40的中空内部空间的上侧的一部分形成气相媒体部46，其中充满气相热媒。积聚在液相媒体部45中的液相热媒的液面S2形成液相媒体部45与气相媒体部46之间的界面。

由于电池1的发热状态的变化、热媒冷却部40中的热媒的冷却能力的变化或者大气温度的变化，连接温度控制部30和热媒冷却部40的封闭环形通道中的热媒的状态随时变化。因此，温度控制部30中的液面S1的高度随时变化，并且热媒冷却部40中的液面S2的高度随时变化。因此，既不将温度控制部30中的指定区域定义为液相媒体部35和气相媒体部36，也不将热媒冷却部40中的指定区域定义为液相媒体部45和气相媒体部46。注意，液相媒体部35和气相媒体部36的体积始终变化，并且液相媒体部45和气相媒体部46的体积始终变化。

气相流道50连接温度控制部30的气相媒体部36和热媒冷却部40的气相媒体部46。气相流道50在连接到温度控制部30的一侧包括端部51，并且在连接到热媒冷却部40的一侧包括端部52。气相流道50的端部51连接到温度控制部30的上端33附近。气相流道50的端部52连接到热媒冷却部40的上端附近。气相流道50具有这样的形状：其倾斜以使得其高度从温度控制部30的一侧的端部51到热媒冷却部40的一侧的端部52逐渐变高。

液相流道60连接温度控制部30的液相媒体部35和热媒冷却部40的液相媒体部45。液相流道60在连接到热媒冷却部40的一侧包括端部61，并且在连接到温度控制部30的一侧包括端部62。液相流道60的端部61连接到热媒冷却部40的下端44附近。液相流道60的端部62连接到温度控制部30的下端34附近。液相流道60具有这样的形状：其倾斜以使得其高度从热媒冷却部40的一侧的端部61到温度控制部30的一侧的端部62逐渐变低。

在图7中，示出地面G。布置温度控制部30以便沿着与地面G平行的水平方向延伸。沿着与地面G垂直的铅垂方向，将热媒冷却部40布置在温度控制部30的上侧。温度控制部30被布置在低于热媒冷却部40的位置处。在热媒在温度控制部30与热媒冷却部40之间循环所通过的环形通道中，温度控制部30被布置在下侧，并且热媒冷却部40被布置在上侧。

更具体地说，布置温度控制部30和热媒冷却部40，以使得热媒冷却部40的下端40位于温度控制部30的上端33的上方。因此，布置温度控制部30和热媒冷却部40，以使得热媒冷却部40中的液相热媒的液面S2位于温度控制部30中的液相热媒的液面S1的上方。温度控制部30的上端33被布置在低于热媒冷却部40中的液相热媒的液面S2的位置处。热媒冷却部40的下端44被布置在高于温度控制部30中的液相热媒的液面S1的位置处。

当冷却电池1时，经由散热板20将每个电池单元2中产生的热量传递到温度控制部30。通过经由散热板20将热量释放到温度控制部30中的热媒，冷却电池1。在温度控制部30中，通过接收从电池单元2传递的热量对热媒加热。当对积聚在液相媒体部35中的液相热媒加热时，热媒被蒸发，在温度控制部30中上升，并且移动到气相媒体部36。温度控制部30通过从热媒的液相到气相的相变来冷却电池1，并且适当控制电池1的温度。在气相媒体部36中，当对气相热媒进一步加热时，热媒变成过热蒸汽状态，并且从而热媒的压力和温度升高。

温度控制部30中压力升高的气相热媒从温度控制部30流出，流入气相流道50，并且经由气相流道50移动到热媒冷却部40。从温度控制部30移动到热媒冷却部40的气相热媒在气相流道50的内部流动。因为气相流道50形成从端部51朝向端部52变高的通道，所以抑制热媒停留在气相流道50中，并且热媒在气相流道50中上升并到达热媒冷却部40。

热媒在热媒冷却部40中冷却，冷凝并且变成液相状态。热媒冷却部40夺走从气相流道50流入气相媒体部46的气相热媒的热量，并且使热媒冷凝。当液化气相热媒并且热媒的比重从而增加时，热媒在热媒冷却部40中下降并且移动到液相媒体部45。

液相热媒通过重力作用，从热媒冷却部40流出，流入液相流道60，并且经由液相流道60返回到温度控制部30，该液相热媒以热媒冷却部40中的液相热媒的液面S2与温度控制部30中的液相热媒的液面S1之间的位置水头作为驱动力。从热媒冷却部40继续到温度控制部30的液相热媒在液相流道60的内部流动。此时，在液相热媒中，具有相对大的比重的低温热媒优先从热媒冷却部40流出。因为液相流道60形成从端部61到端部62变低的通道，所以抑制热媒停留在液相流道60中，并且热媒在液相流道60中下降并到达温度控制部30。

因此，通过温度控制部30、热媒冷却部40以及连接在其间的气相流道50和液相流道60，形成环形热虹吸管型热管。因为热媒在封闭回路中循环(由于重力产生的从热媒冷却部40到温度控制部30的回流)，并且无需热媒的循环所需的驱动力，所以有效冷却电池1，并且适当控制电池1的温度。因为气相热媒与液相热媒之间没有干扰，所以进一步提高从电池1的放热性能。

图8是示出根据本实施例的用于电池的电池温度控制器10在升高电池温度期间的操作的示意横截面图。在电池1的情况下，当温度降低时，因为抑制电池1中的化学反应并且输出密度降低，所以当温度低时，存在可能不确保输出的风险。进一步，作为电池1的特征，当留在低温区域中时，内部电阻变得更大并且输入效率降低，充电时间增加，并且电池充电效率从而降低。因此，在低温环境(例如其中环境温度低的寒冷地区等)下，在某些情况下希望适当升高电池1的温度。

当电池1的温度升高时，通过对温度控制部30中的热媒加热，可以经由散热板20将热量传递到电池单元2。为此，本实施例的温度控制部30具有加热构件70，其用于对热媒加热。如图8中所示，加热构件70被布置在温度控制部30的下端34附近，并且被布置在对应于液相媒体部35的位置中。加热构件70被设置为能够对积聚在温度控制部30的液相媒体部35中的液相热媒加热。

当加热构件70对液相热媒加热时，因为温度控制部30的内部处于真空减压状态，所以加热后的热媒很容易蒸发。如图1中所示，因为温度控制部30沿着其铅垂方向完全与散热板20的侧壁板部22接触，所以通过将热量传递到侧壁板部22，再次就地液化在液相热媒中产生的气泡。一部分气泡在液相热媒中上升，并且从液面S1移动到气相媒体部36。在气相媒体部36中，当蒸发后的热媒将冷凝潜热释放到侧壁板部22并且从而被冷凝时，导致状态更改为液相，并且回流到初始液相媒体部35。

因此，重复执行从热媒到散热板20的侧壁板部22的热传输，并且通过按顺序经过侧壁板部22和层间板部21，将热量传递到电池单元2。温度控制部30通过热媒从液相到气相的相变对电池1加热。因此，电池1的温度升高，并且适当控制电池1的温度。此时，因为热媒仅在温度控制部30的内部流动并且不移动到热媒冷却部40，所以能够仅将热量传递到需要被加热的电池1，这很有效。

[作用和效果]接下来，将描述本实施例的效果。

根据本实施例的用于电池的温度控制器10，如图7中所示，布置温度控制部30和热媒冷却部40，以使得热媒冷却部40中的液相热媒的液面S2位于温度控制部30中的液相热媒的液面S1的上方。因此，形成底热热虹吸管型热管，其具有作为加热部的温度控制部30以及作为冷却部的热媒冷却部40。因为热媒自然地在温度控制部30与热媒冷却部40之间循环(由于液相热媒的液面的高度差)，所以不需要诸如泵或压缩机之类的机械机构来循环热媒，并且从而可以降低设备的制造成本和操作期间的动力费用。因为热管是其中气相热媒的流道与液相热媒的流道分开的环型，所以可以高速循环热媒，并且可以有效控制电池1的温度。

作为被封装在热管中的热媒，当使用在常温和常压下是气体的热媒时，如果热媒泄漏，则因为热媒立即汽化，所以可以确保电池1的绝缘性能，并且可以抑制发生短路。

进一步，如图7中所示，布置温度控制部30和热媒冷却部40，以使得热媒冷却部40的下端44位于温度控制部30的上端33的上方。因此，温度控制部30中的液相热媒的液面S1与热媒冷却部40中的液相热媒的液面S2之间的高度差增加。因此，使液相热媒从热媒冷却部40回流到温度控制部30的热量增加，并且热媒能够更确实地自然循环。

进一步，如图1中所示，温度控制部30沿着电池1的纵向延伸。在这种情况下，因为温度控制部30具有液相热媒始终积聚在其中的结构，所以可以提高沿着电池1的纵向的温度控制部30中的热媒与电池1之间的热交换的均匀性，并且从而可以减少沿着电池1的纵向的温度变化。因为可以沿着电池1的纵向均匀化由于用于电池的温度控制器10而导致的温度控制能力，所以能够提高电池1中的温度分布的均匀性。

因为温度控制部30具有始终在其内部积聚液相热媒的结构，所以电池1的热容量能够变得更大。

当温度控制部30的延伸方向被设置为如图7中所示的水平方向时，能够抑制液面S1相对于温度控制部30的延伸方向倾斜。当液面S1倾斜时，产生沿着温度控制部30的延伸方向的液相热媒量偏差，并且在其中液相热媒量大的位置以及其中液相热媒量小的位置处，电池1的冷却能力变得不规则。其中，当温度控制部30被水平布置时，沿着温度控制部30的延伸方向(即，沿着电池1的纵向)，可以进一步提高温度控制部30中的热媒与电池1之间的热交换的均匀性。此外，通过将来自温度控制部30的热媒的出口布置为低于到达温度控制部30的热媒的入口，可以抑制热媒逆流。

进一步，如图1和图7中所示，气相流道50沿着延伸方向连接到温度控制部30的一个端部31，并且液相流道60连接到另一个端部32。因此，因为气相流道50与温度控制部30的连接部和液相流道60的连接部被布置在分开的位置处，所以气相和液相热媒能够沿着温度控制部30的延伸方向整体循环。

更进一步，如图1中所示，电池1具有多个电池单元2，并且电池单元2沿着电池1的纵向层叠。在这种情况下，因为温度控制部30沿着电池1的纵向(即，沿着多个电池单元2的层叠方向S)延伸，所以可以对多个电池单元2的每一个进行有效温度控制。因为不会在多个电池单元2之间产生温度差，所以可以将所有电池单元2的温度均匀控制到同等温度，能够提高多个电池单元2的温度分布的均匀性。

进一步，如图2、3中所示，用于电池的温度控制器10进一步包括散热板20。散热板20与温度控制部30接触并且被布置在多个电池单元2之间。这样，因为使能电池单元2之间的放热和吸热，所以能够提高每个电池单元2与热媒之间的热传递效率。

通过在温度控制部30与电池1之间插入散热板20，如图3中所示，电池控制部30与电池1分开布置。当重复充电和放电时，在某些情况下电池1可能因为电池单元2的膨胀而变形，这是由于内部压力增加所致。因为温度控制部30具有其中它通过插入散热板20而与电池1热接触的结构，所以即使电池1变形，在不影响温度控制部30的情况下，可以同样执行电池1与热媒之间的热交换。散热板20具有这样的结构：其中平板状层间板部21被夹在两个电池单元2之间。因此，即使电池1变形，也能够保持电池单元2与层间板部21之间的接触，并且从而能够抑制电池1与热媒之间的热交换效率降低。

如图7中所示，液相流道60倾斜以便从热媒冷却部40到温度控制部30变低。因此，因为在热媒冷却部40中液化的液相热媒很容易移动到温度控制部30，所以能够促进热媒在温度控制部30与热媒冷却部40之间的循环，并且从而能够更有效控制电池1的温度。液相流道60无需从端部61到端部62整体相对于水平方向倾斜，而是可以包括沿着水平方向延伸的部分。

进一步，如图7中所示，气相流道50倾斜以便从温度控制部30到热媒冷却部40变高。因此，因为在温度控制部30中蒸发的气相热媒很容易移动到热媒冷却部40，所以能够促进热媒在温度控制部30与热媒冷却部40之间的循环，并且从而能够更有效控制电池1的温度。气相流道50无需从端部51到端部52整体相对于水平方向倾斜，而是可以包括沿着水平方向延伸的部分。

当气相流道50的端部51被布置在高于温度控制部30中的液相热媒的液面S1的位置处，布置气相流道50以便从端部51到端部52逐渐变高，并且液相流道60的端部62被布置在低于液面S1的位置处，布置液相流道60以便从端部62到端部61逐渐变高时，能够形成由于重复热媒的蒸发和液化而导致的循环流。当形成热媒的循环流时，因为热量能够由于热媒的体积膨胀而高速移动，所以能够提高用于电池的温度控制器10的性能。

如图1中所示，气相流道50与电池1分开布置。当冷却电池1时，处于过热蒸汽状态的热媒在气相流道50的内部流动，该热媒在温度控制部30中蒸发并且其压力和温度升高。当气相流道50与电池1分开布置时，因为可以抑制出现以下缺点：产生从流入气相流道50的热媒到电池1的热传递并且从而对电池1加热，所以能够更有效地控制电池1的温度。

如图1中所示，温度控制部30包括加热构件70，其用于对热媒加热。因此，根据其中简单地将加热构件70添加到温度控制部30(其形成用于冷却电池1的热管)的简单结构，可以对电池1均匀加热。因此，能够实现处理电池1的冷却和加热的用于电池的温度控制器10。进一步，此时，能够对电池1均匀加热。

进一步，如图8中所示，加热构件70对积聚在温度控制部30中的液相热媒加热。这样，因为可以使用加热构件70对液相热媒主动加热，所以通过对温度控制部30有效加热，能够促进到电池1的热传递。

(实施例2)在上面描述的实施例1中，描述了其中温度控制部30沿着水平方向延伸的一个实例。当将电池1安装在车辆上并且也将用于电池的温度控制器10安装在车辆上时，随着车辆的运行状态的变化，用于电池的温度控制器10相对于水平面的位置发生变化。具体地说，在车辆上坡时与车辆下坡时之间，车辆的倾斜大不相同。

为了在任何车辆姿态中实现用于电池的温度控制器10的热媒的自然循环，在其中液相流道60连接到温度控制部30的端部62必须沿着铅垂方向位于温度控制部30中的液相热媒的液面S1以下的位置。为了确保实现这种布置，温度控制部30可以事先倾斜而不水平地设置。

图9是示出根据实施例2的用于电池的温度控制器10的结构的示意横截面图。与图7中所示的温度控制部30相比，图9中所示的根据实施例2的温度控制部30被倾斜布置，以使得液相流道60的端部62所连接到的端部32在下，并且气相流道50的端部51所连接到的端部31在上侧。

这样，即使在车辆倾斜的情况下，沿着铅垂方向，端部51被布置在液面S1的上方，端部62被布置在液面S1的下方，并且在其中气相流道50连接到热媒冷却部40的端部52能够被布置为高于液相流道60的端部61。因此，能够实现热媒的自然循环。此外，能够更确保避免以下缺点：热媒的循环方向倒转，并且从而热媒冷却部40中的热交换性能下降。

尽管如上所述描述了本发明的实施例，但此次公开的实施例应该均被视为例示而并非具有限制性。本发明的范围并非通过上面描述的说明示出，而是通过权利要求的范围示出，并且旨在包括等同于权利要求范围和范围内所有修改的含义。

本发明的用于电池的温度控制器能够尤其有利地适用于控制安装在车辆(例如混合动力车辆、燃料电池车辆、电动车辆等)上的电池的温度。

Claims (11)

1.一种用于电池的温度控制器，所述温度控制器包括：

温度控制部，其被配置为通过热媒在液相与气相之间的相变来控制所述电池的温度；

气相流道，流出所述温度控制部的气相热媒流过所述气相流道；

热媒冷却部，其被配置为使从所述气相流道流入的所述气相热媒冷凝；以及

液相流道，液相热媒通过所述液相流道从所述热媒冷却部流到所述温度控制部，

布置所述温度控制部和所述热媒冷却部，以使得所述热媒冷却部中的所述液相热媒的液面位于所述温度控制部中的所述液相热媒的液面的上方。

2.如权利要求1所述的温度控制器，其中布置所述温度控制部和所述热媒冷却部，以使得所述热媒冷却部的下端位于所述温度控制部的上端的上方。

3.如权利要求1或2所述的温度控制器，其中所述温度控制部沿着所述电池的纵向延伸。

4.如权利要求3所述的温度控制器，其中所述气相流道沿着所述温度控制部的延伸方向连接到所述温度控制部的一个端部，并且所述液相流道连接到所述温度控制部的另一个端部。

5.如权利要求3或4所述的温度控制器，其中所述电池具有多个单元，并且所述单元沿着所述电池的纵向层叠。

6.如权利要求5所述的温度控制器，进一步包括：

散热板，其与所述温度控制部接触并且被布置在多个所述单元之间。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的温度控制器，其中所述液相流道倾斜以便从所述热媒冷却部到所述温度控制部变低。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的温度控制器，其中所述气相流道倾斜以便从所述温度控制部到所述热媒冷却部变高。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的温度控制器，其中所述气相流道与所述电池分开布置。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的温度控制器，其中所述温度控制部包括加热所述热媒的加热构件。

11.如权利要求10所述的温度控制器，其中所述加热构件加热积聚在所述温度控制部中的所述液相热媒。