CN105637699A - 蓄电池调温装置 - Google Patents
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Abstract
不使布局空间增大就能够向蓄电池组壳体外部排出冷凝水。蓄电池调温装置具有蓄电池组壳体(1),该蓄电池组壳体(1)用于收纳蓄电池堆(2)、用于检测蓄电池温度的温度传感器(T)以及用于调整蓄电池温度的蓄电池调温部件。在该蓄电池调温装置中,蓄电池组壳体(1)具有通气部(17),该通气部(17)允许气体从蓄电池组壳体(1)内部向外部通过。蓄电池调温部件具有:蒸发器(32)、用于储存在蒸发器(32)产生的冷凝水的冷凝水储存部(33)以及对蒸发器(32)和冷凝水储存部(33)附近的空气进行吹送并且使空气在蓄电池组壳体(1)内循环的送风扇(35)。蓄电池调温部件在蓄电池温度比第1设定温度高的情况下实施蓄电池冷却之后,在规定的时刻,无论蓄电池温度如何,蓄电池调温部件只驱动送风扇(35)。
Description
技术领域
本发明涉及一种将在蓄电池组壳体内产生的冷凝水向外部排出的蓄电池调温装置。
背景技术
公知有如下技术:在车载用蓄电池的冷却装置中,为了将在冷却蓄电池之际由冷却单元产生的结露水(冷凝水)向蓄电池壳体外部排出,设置有具有插塞构件的开闭机构(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2011-198713号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,对于以往的车载用蓄电池的冷却装置而言,在冷却单元设置有开闭机构的情况下,存在这样的问题:需要插塞构件等用于开闭的部件,因此布局空间就增大。
本发明是着眼于上述问题而做成的,其目的在于提供一种不使布局空间增大就能够将冷凝水向蓄电池组壳体外部排出的蓄电池调温装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的蓄电池调温装置具有:蓄电池模块;温度检测部件,其用于检测所述蓄电池模块的温度;蓄电池调温部件,其用于调整所述蓄电池模块的温度;蓄电池组壳体,其用于收纳所述蓄电池模块和所述蓄电池调温部件。
在该蓄电池调温装置中,所述蓄电池组壳体具有通气部,该通气部允许气体从该蓄电池组壳体内部向外部通过。
所述蓄电池调温部件构成为,具有:冷却用换热器,其用于冷却所通过的空气;冷凝水储存部,其用于储存由所述冷却用换热器产生的冷凝水;送风部件,其用于对所述冷却用换热器和所述冷凝水储存部的附近的空气进行吹送并使空气在所述蓄电池组壳体内循环。
此外,在利用所述温度检测部件检测出的蓄电池模块的温度比预先确定好的规定温度高的情况下,所述蓄电池调温部件利用所述冷却用换热器对通过的空气进行冷却,同时驱动所述送风部件来实施蓄电池模块的冷却。而且,在实施的该蓄电池模块的冷却结束之后的规定时刻,无论利用所述温度检测部件检测出的蓄电池模块的温度如何,所述蓄电池调温部件只驱动所述送风部件。
发明的效果
因此,蓄电池组壳体具有通气部,并且在实施的蓄电池模块的冷却结束之后的规定的时刻,无论利用温度检测部件检测出的蓄电池模块的温度如何,利用蓄电池调温部件只驱动送风部件。
即、在蓄电池调温装置中,通过实施蓄电池冷却(蓄电池模块的冷却)而在冷却用换热器中产生冷凝水,该冷凝水在实施了蓄电池冷却之后被储存在冷凝水储存部中,根据与周围空气的水蒸气分压差来进行蒸发。
在作为规定的时刻的该冷凝水的蒸发中,因为不利用冷却用换热器进行冷却而只驱动送风部件,所以蓄电池组壳体内成为强制对流状态,在冷却用换热器和冷凝水储存部附近局部产生的水蒸气(空气)将向蓄电池组壳体内扩散。因此,蓄电池组壳体内的水蒸气分压从冷却用换热器和冷凝水储存部附近到通气部的梯度变缓,通气部附近的水蒸气分压变得比在不驱动送风部件的情况下的通气部附近的水蒸气分压大。
因此,能够高效地进行将变为水蒸气的冷凝水从通气部向蓄电池组壳体外部的排出。
其结果,未追加附加的驱动部件等就能够将冷凝水向蓄电池组壳体外部排出而不使布局空间增大。
附图说明
图1是表示搭载有采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的电动汽车的概略侧视图。
图2是表示搭载有采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的电动汽车的概略仰视图。
图3是表示采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的整体立体图。
图4是表示采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的拆除了蓄电池组壳体上盖的立体图。
图5是表示采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的内部结构和调温风的流动的拆除了蓄电池组壳体上盖的俯视图。
图6是表示调温单元周围的调温结构的立体图。
图7是表示调温单元周围的调温结构和调温风的流动的图5的A部放大图。
图8是简略地表示调温单元的主要结构的剖视图,是图7的II-II线的剖视图。
图9是表示采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的主要结构的分解立体图,是表示通风管道的结构的立体图。
图10是表示将图9的蓄电池组BP的主要结构组装起来而得到的立体图,是表示通气部和吹出口的配置关系的立体图。
图11是表示实施例1的蓄电池组BP的剖视图,是图10的III-III线的剖视图。
图12是表示车辆充电时的冷凝水排出控制的处理流程的动作流程。
图13是表示车辆起动时/再起动时的冷凝水排出控制的处理流程的动作流程。
图14是表示车辆起动时的冷凝水排出控制以及车辆再起动时的冷凝水排出控制的各个控制的动作的时序图。
图15是表示蓄电池冷却时的冷凝水排出控制以及蓄电池加热时的冷凝水排出控制的各个处理流程的动作流程。
图16是表示蓄电池冷却时的冷凝水排出控制以及蓄电池加热时的冷凝水排出控制的各个控制的动作的时序图。
具体实施方式
以下,基于附图中所示的实施例1,对用于实现本发明的蓄电池调温装置的最佳方式进行说明。
实施例1
首先,说明结构。
将实施例1的蓄电池调温装置的结构分为“蓄电池组BP的车载结构”、“蓄电池组BP的整体详细结构”、“蓄电池调温装置的详细结构”以及“控制系统结构”进行说明。
(蓄电池组BP的车载结构)
图1和图2是表示搭载有采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的电动汽车。以下,基于图1和图2,说明蓄电池组BP的车载结构。
如图1所示,所述蓄电池组BP配置于地板100的下部、即地板下方的轴距中央部位置。地板100自与划分马达室101和车厢102的前围板104连接的连接位置设置到车辆后端位置,形成为抑制了自车辆前方到车辆后方的地板表面凹凸的平板形状。在车厢102内具有仪表盘105、中控台储物盒106、空调单元107以及乘客座椅108。此外,在车辆前方的马达室101配置有用于压缩空调单元107所使用的制冷剂的空调压缩机103。
如图2所示,所述蓄电池组BP八点支承于作为车身强度构件的车身梁部。车身梁部构成为具有沿着车辆前后方向延伸的一对纵梁109、109、将一对纵梁109、109在车宽方向上相连结的多个横梁110、110,…。蓄电池组BP的两侧利用一对第1纵梁支承点S1、S1、一对第1横梁支承点C1、C1以及一对第2纵梁支承点S2、S2进行六点支承。蓄电池组BP的后侧利用一对第2横梁支承点C2、C2进行两点支承。
如图1所示,所述蓄电池组BP(强电蓄电池)借助沿着前围板104在车辆前后方向上配置的充放电线束111与配置于马达室101的强电模块112(DC/DC转换器+充电器+12V蓄电池)相连接。此外,在车辆起动中,来自所述蓄电池组BP(强电蓄电池)的电力借助DC/DC转换器供给到12V蓄电池中。在该马达室101内除强电模块112以外,还具有变换器113和马达驱动单元114(行驶用马达+减速齿轮+差动齿轮)。马达驱动单元114的行驶用马达是交流马达,通过从蓄电池组BP(蓄电池组BP内部的蓄电池堆2)输出的直流电力被变换器113转换成交流电力并供给来进行驱动。此外,在车辆前侧位置设置有具有充电端口盖的充电端口115,充电端口115利用充电电线束117与强电模块112相连接。充电端口115构成为能够与连接在作为车外的电源的充电站118(外部电源)的充电枪119(充电连接器)连接和断开,通过将充电枪119连接于充电端口115,使得后述的蓄电池组BP内部的蓄电池堆2和充电站118电连接,从而使蓄电池堆2能够利用从充电站118输出(供给)的电力进行充电(快速充电或者普通充电)。此外,充电枪119的充电端口115的连接/断开能够通过车辆的使用者在充电端口115插拔充电枪119来进行。
所述蓄电池组BP借助图外的CAN线缆等双向通信线与集中控制器120相连接,并且与具有被配置在仪表盘105内的空调单元107的车载空调系统相连接。即、在进行蓄电池放电控制(动力运转控制)、蓄电池充电控制(快速充电控制·普通充电控制·再生控制)等的同时,还能够利用由冷风和热风组成的调温风对蓄电池组BP的内部温度(蓄电池温度)进行管理控制。
(蓄电池组BP的整体详细结构)
图3和图4表示采用了实施例1的蓄电池调温装置的蓄电池组BP的详细结构。以下,基于图3和图4,说明蓄电池组BP的整体详细结构。
如图3和图4所示,实施例1的蓄电池组BP具有蓄电池组壳体1、蓄电池堆2、调温单元3、工作切断开关4(强电切断开关:以下称为“SD开关”。)、接线盒5、锂离子·蓄电池·控制器6(以下称为“LB控制器”。)。
如图3和图4所示,所述蓄电池组壳体1由蓄电池组下部框架11和蓄电池组上盖12这两个部件构成。而且,通过沿着蓄电池组下部框架11和蓄电池组上盖12的外周缘夹装连续的环状的密封构件,并利用螺栓紧固将这两个部件固定,从而成为能够阻止水自外部进入的水密构造。
如图4所示,所述蓄电池组下部框架11为相对于车身梁部支承固定的框架构件。该蓄电池组下部框架11具有用于搭载蓄电池堆2、其他的电池组结构要素3、4、5、6的方形凹部空间。在该蓄电池组下部框架11的框架前端缘安装有制冷剂管连接端子13、充放电连接端子14、强电连接端子15(车厢内空调用)以及弱电连接端子16。
如图3所示,所述蓄电池组上盖12为将蓄电池组下部框架11以水密状态覆盖的罩构件。该蓄电池组上盖12具有与搭载于蓄电池组下部框架11的各电池组结构要素2、3、4、5、6中的、特别是蓄电池堆2的凹凸高度形状对应的凹凸台阶面形状的罩表面。
此外,如图3所示,蓄电池组上盖12具有用于将蓄电池组壳体1内的空气(包含冷凝水的水蒸气。)向蓄电池组壳体1外部排出的两个通气部17。通气部17优选构成为在允许气体从蓄电池组壳体1内部向外部通过的同时,防止液体从蓄电池组壳体1外部向内部通过。例如,考虑使用科阿代克斯(注册商标)等在允许气体通过的同时阻止液体通过的原材料(膜)来构成通气部17。
如图4所示,所述蓄电池堆2(=蓄电池模块群)搭载于蓄电池组下部框架11,由第1蓄电池堆21、第2蓄电池堆22以及第3蓄电池堆23这三部分蓄电池堆构成。各蓄电池堆21、22、23以二次电池(锂离子蓄电池等)的大致长方体形状的蓄电池模块(=蓄电池单元)作为结构单位,形成为将多个蓄电池模块沿着短边方向层叠而成的层叠体构造。各蓄电池堆21、22、23的详细结构如下所述。
如图4所示,所述第1蓄电池堆21搭载于蓄电池组下部框架11中的车辆后部区域。准备将多个蓄电池模块沿着短边方向层叠而成的层叠体,并且通过使蓄电池模块的层叠方向与车宽方向一致地进行搭载的纵向堆积(例如,纵向堆积20个)而构成该第1蓄电池堆21。
如图4所示,所述第2蓄电池堆22和所述第3蓄电池堆23分别在车宽方向上左右分开地成对地搭载于蓄电池组下部框架11中的、比第1蓄电池堆21靠前侧的车辆中央部区域。该第2蓄电池堆22和第3蓄电池堆23成为由完全相同图案构成的水平堆积结构。即、准备多个(例如,一组四层堆积、两组五层堆积)将多个(例如,四个和五个)蓄电池模块沿着短边方向层叠而成的层叠体。而且,将处于使蓄电池模块的层叠方向和车辆上下方向一致的水平堆积状态的层叠体,例如以从车辆后方朝向车辆前方依次为四层水平堆积·五层水平堆积·五层水平堆积的方式沿着车辆前后方向排列而构成第2蓄电池堆22和第3蓄电池堆23。如图4所示,第2蓄电池堆22具有前侧蓄电池堆部22a,22b、与前侧蓄电池堆部22a、22b的高度尺寸相比还低一层高度的后侧蓄电池堆部22c。如图4所示,第3蓄电池堆23具有前侧蓄电池堆部23a、23b、与前侧蓄电池堆部23a、23b的高度尺寸相比还低一层高度的后侧蓄电池堆部23c。
如图4所示,所述调温单元3配置在蓄电池组下部框架11中的车辆前侧空间的右侧区域,用于向蓄电池组BP的后述的通风管道9吹送调温风(冷风、热风)。
如图3和图4所示,所述SD开关4配置于蓄电池组下部框架11中的车辆前侧空间的中央部区域,为通过手动操作机械式切断蓄电池强电电路的开关。蓄电池强电电路通过将接线盒5、SD开关4以及具有内部母线的各蓄电池堆21、22、23彼此经由母线连接而形成。在进行强电模块112、变换器113等的检查、修理、部件更换等时,通过手动操作将该SD开关4切换为开关接通和开关断开。
如图3和图4所示,所述接线盒5配置于蓄电池组下部框架11中的车辆前侧空间的左侧区域,利用继电器电路集中进行强电的供给/切断/分配。在该接线盒5中兼设有对调温单元3进行控制的调温用继电器51和调温用控制器52。接线盒5和外部的强电模块112借助充放电连接端子14和充放电线束111相连接。接线盒5和集中控制器120借助弱电电线束相连接。
如图4所示,所述LB控制器6配置于第1蓄电池堆21的左侧端面位置,对各蓄电池堆21、22、23进行容量管理·温度管理·电压管理。该LB控制器6通过基于温度检测信号、来自蓄电池电压检测线的蓄电池电压检测值以及来自蓄电池电流检测信号线的蓄电池电流检测信号的运算处理,获得蓄电池容量信息、蓄电池温度信息以及蓄电池电压信息,该温度检测信号从与第1蓄电池堆21的车辆左右方向中央的蓄电池模块上表面接触地设置的温度传感器T(图4)经由温度检测信号线输入。而且,LB控制器6和集中控制器120借助用于传递继电器电路的接通/断开信息、蓄电池容量信息以及蓄电池温度信息等的弱电电线束相连接。
此外,虽然温度传感器T是将蓄电池组内部的气氛温度作为蓄电池模块的温度(蓄电池组BP的内部温度、蓄电池温度)进行检测的温度传感器,但也可以是被设置成与蓄电池模块直接接触以检测蓄电池模块的温度的温度传感器。此外,虽然在图4中记载了单一的温度传感器T,但是也可以设置多个温度传感器T。在设置了多个温度传感器T的情况下,LB控制器6只要将检测出的多个蓄电池模块的温度中的最高温度、或者平均值作为蓄电池模块的温度即可。
(蓄电池调温装置的详细结构)
图5~图10表示搭载于蓄电池组BP的实施例1的蓄电池调温装置的详细结构。以下,基于图5~图10,说明蓄电池调温装置的详细结构。
如图5所示,所述蓄电池调温装置具有第1蓄电池堆21、第2蓄电池堆22、第3蓄电池堆23、调温单元3(蓄电池调温部件)以及通风管道9(管道)。
所述第1蓄电池堆21收纳配置于蓄电池组壳体1的内部空间的车辆后方区域。所述第2、第3蓄电池堆22、23在蓄电池组壳体1的内部空间中收纳配置在比第1蓄电池堆21靠车辆前方区域的位置,同时堆的高度尺寸设定得比第1蓄电池堆21的高度尺寸低。
如图6~图8所示,所述调温单元3在单元壳体31的内部从风流动方向的上游侧开始具有蒸发器32(冷却用换热器)、冷凝水储存部33、带有冷凝水储存部33的通风路径部34、送风扇35(送风部件)以及PTC加热器36(加热器)而构成。该调温单元3配置在配置于车辆前后方向的大致中央的地板下方位置的蓄电池组壳体1的内部空间中的、靠近配置于车辆前方的马达室101的空调压缩机103的一侧的位置。
所述单元壳体31的吹出口与单元管道37相连接。如图6所示,该单元管道37构成为从车宽方向朝向车辆前方弯曲、从该车辆前方朝向车辆后方弯曲的形状,在与车辆前后方向的中央通路38a相对的端部位置具有供通风管道9连接的通风口37a。此外,所述通风路径部34构成为具有单元壳体31和单元管道37。
所述蒸发器32用于对通过的空气进行冷却。即、蒸发器32使用空调单元107(车厢内空调)的制冷剂进行换热,从通过的空气中吸收热而生成冷风。来自空调单元107的制冷剂经由安装于框架前端缘的制冷剂管连接端子13导入蒸发器32。作为该制冷剂,例如能够使用气体或者长效冷却液(LLC、高性能防冻液)等。此外,如图7所示,该蒸发器32配置在比送风扇35靠车辆前方的位置,以与车辆前方的框架内侧面11a大致平行且相面对的方式配置有一个芯面32a。
所述冷凝水储存部33用于储存由蒸发器32产生的冷凝水,配置于作为通风路径部34的单元壳体31的内部。如图8所示,该冷凝水储存部33配置在蒸发器32和送风扇35(送风部件)之间。
所述送风扇35用于使电池组内体内部空气循环,具有将送风机马达与水隔离的防水构造。如图7所示,该送风扇35以蒸发器32的另一个芯面32b与吸引侧35a(=吸入侧)大致平行且相面对的方式配置。
此外,送风扇35经由单元壳体31将蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气(区域M1)向通气部17附近吹送。即、将蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气(区域M1)向设置于后述的通风管道9的吹出口99吹送。
所述PTC加热器36使用被称作PTC热敏电阻(PositiveTemperatureCoefficientThermistor)的陶瓷元件(PTC元件),在向PTC元件流入电流时进行发热,向所通过的空气传递热从而生成热风。作为PTC加热器36例如使用具有用于增大PTC元件的发热量的散热用散热片的散热片型PTC加热器。
如图5和图9所示,所述通风管道9的一端连接于单元管道37的通风口37a,隔着配置于由第1~第3蓄电池堆21、22、23形成的T字间隙空间区域(中央通路38a和与该中央通路38a交叉的车宽方向的横向通路38b)的等宽管道部94和扩宽管道部95而在另一端形成有朝向车辆后方吹出调温风的吹出开口91。
如图5所示,该通风管道9在车辆前后方向上沿着俯视为大致长方形形状的蓄电池组下部框架11的中央部长边方向设置。此外,该通风管道9至少延伸到通气部17的附近为止。如图10所示,通风管道9的另一端与通气部17相比向车辆后方延伸。
所述吹出开口91沿着比第2蓄电池堆22、第3蓄电池堆23的上表面向车辆上方突出的第1蓄电池堆21的堆正面上部区域21a(参照图4)在车宽方向上延伸且相对地配置。
如图9所示,所述等宽管道部94与单元管道37的通风口37a相连接,具有车宽方向的尺寸恒定的纵长截面形状,且沿着车辆前后方向延伸。利用由具有与管道截面形状相似的形状的T字间隙空间区域的中央通路38a的空间配置该等宽管道部94。即、等幅管道部94配置在第2蓄电池堆22、第3蓄电池堆23之间。
如图9所示,所述扩宽管道部95与等宽管道部94相连接,通过与车宽方向尺寸朝向车辆后方逐渐扩大相对应地使车辆上下方向尺寸逐渐缩小而形成。利用T字间隙空间区域的中央通路38a、形成于高度尺寸相比于前侧蓄电池堆部22a、22b低一层高度的后侧蓄电池堆部22c、23c的上部的间隙空间以及T字间隙空间区域的横向通路38b的上部空间来配置该扩宽管道部95。
如图9所示,在所述通风管道9上设置有用于将送风扇35所吹送的蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气(区域M1)向通气部17吹出的吹出口99。
如图9和图10所示,所述吹出口99设置在扩宽管道部95的车宽方向中央部。该吹出口99配置在与通气部17相对的位置,该吹出口99的数量与通气部17一样设为两个。
(控制系统结构)
说明电动汽车的控制系统结构。
如图1所示,作为实施例1的所述控制系统,具有负责对车辆整体的能量消耗进行良好地管理的集中控制器120。作为经由CAN线缆等双方向通信线与该集中控制器120相连接的控制部件,具有车载空调系统和用于检测蓄电池的充电状态的SOC传感器等。此外,作为经由用于传递各种信息的弱电电线束以能够进行双方向通信地与该集中控制器120相连接的控制部件,具有接线盒5、与接线盒5并列设置的调温用继电器51和调温用控制器52(蓄电池调温部件)以及LB控制器6等。
所述集中控制器120基于来自各控制部件、点火开关、油门踏板开度传感器、车速传感器、车载空调系统、SOC传感器、接线盒5以及LB控制器6等的输入信息进行各种控制。
其中存在将蓄电池组BP的蓄电池温度调整为最佳温度区域的蓄电池温度调整控制。此外,还存在冷凝水排出控制,在该冷凝水排出控制中,在实施了蓄电池冷却之后,将在实施使用蒸发器32来冷却蓄电池堆2的蓄电池冷却过程中由蒸发器32产生的冷凝水排出。此外,在该冷凝水排出控制中,蒸发器32和PTC加热器36不进行动作。
即、蓄电池温度调整控制和冷凝水排出控制中的任一种控制均基于向集中控制器120输入的各种输入信息从集中控制器120向用于进行调温单元3的控制的调温用继电器51和调温用控制器52传递信号。此外,在蓄电池冷却时,从集中控制器120向车载空调系统传递信号。以下,分为“蓄电池温度调整控制”和“冷凝水排出控制”进行说明。
(蓄电池温度调整控制)
作为利用温度传感器T检测出的蓄电池模块的温度(蓄电池温度)的蓄电池温度信息从LB控制器6等向集中控制器120传递。集中控制器120基于蓄电池温度信息等向各控制部件传递适宜的信号。
在实施蓄电池堆2的冷却(蓄电池冷却)时,集中控制器120向车载空调系统传递将空调单元107的制冷剂导入蒸发器32的信号。基于该信号,车载空调系统将空调单元107的制冷剂导入蒸发器32。此外,此时,集中控制器120向调温用继电器51和调温用控制器52输出用于驱动送风扇35的驱动信号。基于该驱动信号,调温用控制器52驱动送风扇35。该蓄电池冷却只在蓄电池堆2的充电时实施。
在这里,“蓄电池堆2的充电时”指的是蓄电池堆2与充电站118相连接之时。
在实施使用PTC加热器36加热蓄电池堆2的蓄电池加热(蓄电池堆2的加热)时,集中控制器120向调温用继电器51和调温用控制器52输出用于驱动送风扇35和PTC加热器36的驱动信号。基于该驱动信号,调温用控制器52驱动送风扇35和PTC加热器36。
(冷凝水排出控制)
在进行冷凝水排出控制的情况下,在实施了蓄电池冷却之后,集中控制器120向调温用继电器51和调温用控制器52输出用于驱动送风扇35的驱动信号。在该驱动信号中至少包含送风扇35的旋转率(驱动功率、送风扇旋转率(%))以及作为送风部件的送风扇35的驱动时间(以下,也简称为“驱动时间”。)。基于该驱动信号,调温用控制器52在应驱动送风扇35的时间期间驱动送风扇35。
该送风扇旋转率(以下,也简称为“旋转率”。)在为0%时,送风扇35停止,在为100%时,送风扇35达到最大转速。此外,该送风扇35的旋转率将“冷凝水排出控制”中的旋转率设定得比“蓄电池温度调整控制”中的旋转率低。
在这里,“驱动时间(规定的驱动时间)”指的是:作为在未实施蓄电池冷却的情况下,即、在未使用蒸发器32的情况下驱动送风扇35的驱动时间,是能够使在实施蓄电池冷却中所产生的最大量的冷凝水排出(干燥)的驱动时间。例如,驱动时间是25分钟。该时间是集中控制器120根据冷凝水的产生量来决定的。该冷凝水的产生量是根据蓄电池组壳体1的空气体积、蓄电池堆2的冷却(蓄电池冷却)使用频率(例如、时间)以及代表环境温度来决定的。此外,代表环境温湿度例如是由通常从电动汽车所具有的外部温度传感器等获得的外部环境温湿度或者从LB控制器6向集中控制器120传递的蓄电池温度信息等来决定的。
接着,说明作用。
将实施例1的蓄电池调温装置的作用分为“蓄电池组BP的蓄电池温度调整作用”、“冷凝水排出控制的基本作用”、“车辆充电时的动作”、“车辆起动时的冷凝水排出控制作用”、“车辆再起动时的冷凝水排出控制作用”、“蓄电池冷却时的冷凝水排出控制作用”以及“蓄电池加热时的冷凝水排出控制作用”来说明。
(蓄电池组BP的蓄电池温度调整作用)
蓄电池的温度依赖度较高,蓄电池温度过高或者蓄电池温度过低都会使蓄电池性能下降。因此,为了在外部气温较低时、外部气温较高时维持较高的蓄电池性能,优选将蓄电池温度调整到最佳温度范围。以下,基于图5和图7,说明反应该情况的蓄电池组BP的蓄电池温度调整作用。
例如,在受到蓄电池充放电负荷持续存在、较高的外部空气温度的影响而使蓄电池组BP的内部温度(由温度传感器T检测出的温度)高于第1设定温度(规定温度)时,将制冷剂导入调温单元3的蒸发器32(驱动蒸发器32),并且使送风扇35转动。由此,如图7所示,从通过蒸发器32的风中吸收热从而生成冷风。通过使该冷风经由通风管道9在搭载有第1蓄电池堆21、第2蓄电池堆22以及第3蓄电池堆23的壳体内部空间循环,来降低蓄电池组BP的内部温度(=蓄电池温度)。
与此相对,例如,在受到冷风循环、外部空气温度较低的影响而使蓄电池组BP的内部温度低于第2设定温度时,向调温单元3的PTC加热器36通电,并且使送风扇35转动。由此,如图7所示,向通过PTC加热器36的风传递热从而生成热风。通过使该热风经由通风管道9在搭载有第1蓄电池堆21、第2蓄电池堆22以及第3蓄电池堆23的壳体内部空间循环,来提高蓄电池组BP的内部温度(=蓄电池温度)。
这样,通过对蓄电池组BP进行调温控制,能够将蓄电池组BP的内部温度维持在能够获得较高的蓄电池性能的第1设定温度~第2设定温度的范围内的温度。此时,为了使第1蓄电池堆21、第2蓄电池堆22以及第3蓄电池堆23的温度分布均匀,重要的是使调温风一边吹出一边循环。此外,调温风如图5的箭头“气流”所示那样进行循环。
(冷凝水排出控制的基本作用)
例如,将设置有储存部和开闭机构的车载用蓄电池的冷却装置作为比较例,该储存部用于储存结露水(冷凝水),该开闭机构可开闭地设置于该储存部的底面部,具有用于将储存在该储存部的结露水排出到外部的插塞构件。采用该比较例的车载用蓄电池的冷却装置,在防止水分进入蓄电池壳体内的同时,能够将在冷却蓄电池时产生的结露水(冷凝水)良好地排出到外部。
但是,在冷却单元上设置有开闭机构的情况下,需要插塞构件等用于开闭的部件,因此,增大了布局空间。
如此,存在因为需要插塞构件等用于开闭的部件而增大布局空间的问题。
与此相对,在实施例1中,采用了如下结构:蓄电池组壳体1具有通气部17,在实施蓄电池冷却结束之后的规定的时刻,无论利用温度传感器T检测出的蓄电池模块的温度如何,都利用调温用控制器52驱动送风扇35。
即、在蓄电池调温装置中,通过实施蓄电池冷却,蒸发器32产生冷凝水,并且在实施了蓄电池冷却之后,将该冷凝水储存于冷凝水储存部33,根据与周围空气的水蒸气分压差进行蒸发(蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气(冷凝水的水蒸气))。
此时,如果不驱动送风扇35,则蒸发器32和冷凝水储存部33附近的水蒸气(冷凝水的水蒸气)分压将会因为冷凝水的蒸发而上升。由于水蒸气分压上升,作为蓄电池组壳体1内的水蒸气分压,从蒸发器32和冷凝水储存部33附近到通气部17的梯度以蒸发器32和冷凝水储存部33附近的水蒸气分压较高、通气部17附近的水蒸气分压较低的方式分布。因此,通气部17附近的水蒸气分压因为持续处于较低状态,所以利用由冷凝水的蒸发带来的蓄电池组壳体1内的体积膨胀,能够将变为水蒸气的冷凝水从通气部17向蓄电池组壳体1外部排出。
另一方面,在实施例1中,在作为规定的时刻的该冷凝水的蒸发中,因为不由蒸发器32进行冷却(不驱动蒸发器32)而只驱动送风扇35,所以蓄电池组壳体1内处于强制对流状态(循环状态),在蒸发器32和冷凝水储存部33附近局部产生的水蒸气(空气)向蓄电池组壳体1内扩散。因此,蓄电池组壳体1内的水蒸气分压从蒸发器32和冷凝水储存部33附近到通气部17的梯度变缓,通气部17附近的水蒸气分压比未驱动送风扇35时的通气部17附近的水蒸气分压大。
因此,能够高效地进行将变为水蒸气的冷凝水从通气部17向蓄电池组壳体1外部的排出。
其结果,未追加附加的驱动部件等而不使布局空间增大,就能够将冷凝水向蓄电池组壳体1的外部排出。
此外,如图11所示,因为设置有通风管道9和吹出口99,所以通过驱动送风扇35而吹送的蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气经由通风管道9从吹出口99向通气部17吹出(箭头M2)。由此,在实施例1中,与未设置有延伸到通气部17附近的通风管道9和吹出口99的情况相比,能够将较多的蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气向通气部17吹送。因此,在实施例1中,与未设置通风管道9和吹出口99的情况相比,能够使从通气部17排出的蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气、即、变为水蒸气的冷凝水的水量增加。其结果,能够提高冷凝水的排出可靠性。而且,在实施蓄电池冷却过程中,通过向通气部17施加循环风即动压力,能够抑制来自蓄电池组壳体1外部的空气即水分进入,从而能够减少蓄电池组壳体1内的冷凝水的产生量。
而且,在冷凝水排出控制中,送风扇35的旋转率只要是能够排出上述已变为水蒸气的冷凝水那样的旋转率即可。即、送风扇35的旋转率只要是使蓄电池组壳体1内处于强制对流状态、从而能够使冷凝水的蒸发速度提高的旋转率即可。因此,因为使送风扇35的旋转率下降到最小所需的旋转率,所以能够抑制送风扇35产生的噪音、振动以及电力消耗。而且,通过如此这样地降低送风扇旋转率,能够抑制车辆行驶中的送风扇35的总旋转率,从而能够延长送风扇35的寿命。
而且,通过只在蓄电池堆2的充电中实施蓄电池冷却,限定了蓄电池组壳体1内的除湿时间和除湿时刻(时期),所以能够限定冷凝水的产生量。由此,通过根据冷凝水的产生量而使冷凝水储存部33的大小(容积等)优化,能够减少调温单元3的一部分空间。
而且,在车辆行驶中,不实施蓄电池冷却(不驱动蒸发器32)。即、在蓄电池堆2与充电站118相连接的蓄电池堆2的充电时,实施蓄电池冷却。因此,能够使用从充电站118供给的电力执行蓄电池冷却。由此,能够不消耗这部分(蓄电池冷却部分)的电力,使得车辆的行驶距离延长。因此,能够不缩短车辆的可续航距离地将蓄电池堆2控制在最佳温度。
(车辆充电时的动作)
以下,针对“车辆充电时的动作”,基于图12的动作流程和图14的各动作的时序图进行详细说明。此外,图14的纵轴从上依次示出有车辆状态(起动·停止·充电状态)、蓄电池温度调整控制(冷却·加热·OFF(都不进行的状态))、送风扇旋转率(%)以及驱动时间(分)。图14的横轴表示时间,“t”表示该时刻。
在步骤S10(时刻t0)中,判断蓄电池堆2的蓄电池充电开始。该蓄电池充电的开始例如是检测出充电站(外部电源)的充电枪与充电端口115相连接(被插入)而判断为蓄电池的充电开始。或者,也可以是检测出来自充电器的电力供给开始而判断为充电开始,在本实施方式中,是检测出充电枪与充电端口115相连接而判断为蓄电池充电开始。即、图12的流程是在判断出蓄电池充电开始时起动,并进入步骤S11。此时(时刻t0),蓄电池温度调整控制和送风扇35未进行动作。此外,送风扇(送风部件)的驱动时间为0分钟。
在步骤S11(时刻t1)中,将蓄电池组BP的内部温度(蓄电池温度)与预先设定好的第1设定温度相比,由于蓄电池充电而使蓄电池组BP的内部温度上升,并且判断蓄电池组BP的内部温度是否比第1设定温度高。在蓄电池组BP的内部温度比第1设定温度高时进入步骤S12,在蓄电池组BP的内部温度为第1设定温度以下时进入步骤S111,从而判断蓄电池充电是否结束。在步骤S111中判断出蓄电池的充电结束时,本流程结束,在判断出蓄电池的充电未结束时(即判断为蓄电池充电中时),返回步骤S11,并且再次进行蓄电池组BP的内部温度和预先设定好的第1设定温度的比较。此外,蓄电池充电的结束与充电开始的判断一样,能够通过检测出充电站118的充电枪119从充电端口115断开(拔出来)、或者来自充电站118的电力供给停止进行判断,在本实施方式中,检测出充电站118的充电枪119从充电端口115断开而判断为蓄电池充电结束。
在步骤S12(时刻t1)中,由于步骤S11的蓄电池温度上升,为了使蓄电池组BP的内部温度下降,而开始(实施)蓄电池冷却。即、将制冷剂导入调温单元3的蒸发器32,并且以旋转率100%驱动送风扇35。
在步骤S13(时刻t1)中,通过步骤S12的蓄电池冷却而产生冷凝水,因此,为了在实施了蓄电池冷却之后实施冷凝水排出控制,将驱动时间设定为预先设定好的规定时间(例如25分钟)并存储下来(盖写在存储器中)。例如,存储于集中控制器120。此外,即使在已经设定有其他的驱动时间的情况下,也要将该时间重置,并且将驱动时间设定为预先设定好的规定时间(例如25分)。
在步骤S14中,与步骤S111一样,进行蓄电池充电是否结束的判断。即、判断充电站118的充电枪119是否从充电端口115断开(拔出来)。当蓄电池充电结束时进入步骤S15,在蓄电池充电未结束时进入步骤S141。
在步骤S141中,判断通过对蓄电池冷却蓄电池温度是否降低到比预先设定好的第1设定温度低的第2设定温度以下。在蓄电池温度降低到第2设定温度以下时,进入步骤S15并且结束蓄电池冷却(时刻t2)。此时,使在步骤S12中已经开始的蓄电池冷却动作停止,将旋转率从100%设定为0%,从而使送风扇35停止。另一方面,在蓄电池温度比第2设定温度高的情况下,再一次返回步骤S14而继续进行蓄电池冷却。
在步骤S16中,与步骤S14一样,执行蓄电池充电是否结束的判断。即、判断充电站118的充电枪119是否从充电端口115断开(拔出来)。当蓄电池充电结束时(时刻t3),在将驱动时间设定为规定时间(25分钟)的状态(存储、保持了驱动时间的状态)下,在使车辆转换为停止状态(阻断状态、即熄火状态)的同时,结束本控制流程。另一方面,在蓄电池充电未结束时(即、步骤S14的否→S141的是→经由S15进入了S16时),返回步骤S11继续充电。
(车辆起动时的冷凝水排出控制作用)
以下,针对“车辆起动时的冷凝水排出控制作用”,基于图13的动作流程和图14的各动作的时序图进行详细说明。
在图13的流程中,通过点火,使车辆在从停止状态起动之际(时刻t4、t8)起动。以下,首先,针对“时刻t4的车辆起动时的动作”进行说明,与“时刻t8的车辆起动时的动作(后述的“车辆再起动时的冷凝水排出控制作用”内所记载的内容)”分开进行说明。此外,时刻t4、t8相当于作为蓄电池冷却之后的、作为下一次车辆起动时的规定的时刻。
首先,说明时刻t4的车辆起动时的动作。
在步骤S17中,判断驱动时间是否大于0,即判断是否设定了驱动时间。在设定了驱动时间的情况下进入步骤S18,在未设定驱动时间的情况下结束控制。
在步骤S18(时刻t4)中,开始驱动时间的计数。此时,以旋转率40%的方式驱动送风扇35。如图14所示,在从时刻t4到时刻t5之间,驱动时间是从步骤S13或者后述步骤S22中所存储的驱动时间减去所经过的时间来进行计数的。在该驱动时间内所驱动的送风扇35是被12V蓄电池所驱动。该12V蓄电池在车辆起动中经由DC/DC转换器从所述蓄电池组BP(强电蓄电池)获得电力供给。
在步骤S19中,判断从步骤S18(时刻t4)开始倒计时的驱动时间是否到达0分钟。即、判断在步骤S18中从开始驱动送风扇35的时刻起经过的时间(计数时间)是否在所储存的驱动时间以上。在驱动时间的倒计时达到0分钟的情况下(时刻t5),进入步骤S20并且将送风扇35的旋转率从40%设定为0%,在停止送风扇35的同时,使驱动时间的倒计时停止。另一方面,在驱动时间的倒计时未达到0分的情况下进入步骤S21。
在步骤S21中,判断是否通过熄火使车辆停止,在判断为车辆停止的情况下进入步骤S22,与从倒计时开始所经过的时间一起存储有将经过的时间减去而得到的驱动时间的残留时间并进入步骤S20,在停止送风扇35的同时停止驱动时间的倒计时从而完成处理。另一方面,在判断为车辆未停止的情况下,通过进入步骤S19并继续倒计时直至驱动时间达到0。
此外,从步骤S17到步骤S20的动作相当于“车辆起动时的冷凝水排出控制”。
在以上的动作中,在从步骤S15(时刻t2)到在步骤S16中判断完成充电的时点(时刻t3)、以及从在步骤S17中判断车辆起动的时点(时刻t4)开始进行车辆起动过程中的期间,对蓄电池堆2进行通电,使得蓄电池组BP内的空气温度上升。利用该温度上升,蓄电池组BP的内部压力与该外部压力相比,相对上升。因此,蓄电池组BP的内部压力和外部压力产生压力差,所以变为水蒸气的冷凝水容易被排出。
此外,利用该温度上升,促进冷凝水的蒸发,增加变为水蒸气的冷凝水的水量。
其结果,能够将更多的变为水蒸气的冷凝水从通气部17排出,同时能够进一步容易地排出该变为水蒸气的冷凝水。此外,通常,用于驱动送风扇35的消耗电力与蒸发器32的驱动电力相比非常小,因此,该消耗电力是大致不影响续航距离的电力量。
此外,驱动时间由蓄电池组壳体1的空气体积、蓄电池堆2的冷却(蓄电池冷却)使用频率以及代表环境温湿度来决定。因此,无需在蓄电池组壳体1内或者调温单元3中设置湿度传感器等就能够确定驱动时间。
其结果,能够减少蓄电池组壳体1内或者调温单元3的零件个数。
而且,在车辆起动过程中,送风扇35被12V蓄电池所驱动。在车辆起动过程中,该12V蓄电池利用来自蓄电池组BP(强电蓄电池)的电力供给来充电,12V蓄电池的温度未提升。因此,无需送风扇35专用的电源,不会使布局空间增大。
(车辆再起动时的冷凝水排出控制作用)
以下,基于图13的动作流程和图14的各个动作的时序图,针对“车辆再起动时的冷凝水排出控制作用”进行详细说明。
在时刻t6,在开始蓄电池充电的同时实施蓄电池冷却。这表示如下情况:在从车辆停止(熄火状态)之后到蓄电池充电开始的期间内,在车辆起动中提升了的蓄电池温度没有下降到第1设定温度以下,蓄电池组BP的内部温度处于高温状态。此外,在时刻t6,图12的流程伴随着蓄电池开始充电而起动。
在时刻t7,蓄电池充电也与蓄电池冷却的结束同时结束。是考虑到了蓄电池的充电可能比蓄电池的冷却结束早结束。在该时刻,将图12的流程中的步骤S13中设定好的规定时间(25分)设定为驱动时间并存储。
接着,说明时刻t8的车辆起动时的动作。如果在时刻t8起动车辆,像上述那样,起动图13的流程,并且在步骤S17中判定为驱动时间比0大,在步骤S18中以旋转率40%开始驱动送风扇35,同时开始将图12的流程中的步骤S13中设定好的规定时间(25分钟)作为初始值的驱动时间的倒计时。
在时刻t9,在驱动时间变为0之前通过熄火使车辆停止。即、在步骤S18中,在从开始驱动送风扇35的时刻起所经过的时间变为驱动时间(25分钟)之前(步骤S19的否),通过熄火使车辆停止,然后在图13的流程的步骤S21中做出肯定判定。
在时刻t9,基于在步骤S21中的车辆停止,而在步骤S22中存储在步骤S18中开始了倒计后的驱动时间的剩余时间,并且从步骤S22进入步骤S20。即、在存储了从步骤S13中所设定好的驱动时间(25分钟)减去从开始驱动送风扇35到熄火为止的时间所得到的剩余时间之后,将送风扇35的旋转率从40%设定为0%,从而使送风扇35停止。此外,驱动时间的剩余时间例如存储于集中控制器120中。
在时刻t10,通过点火使车辆再起动。此时,是针对将时刻t8的车辆起动作为最初的车辆起动的情况的车辆的再起动。
在时刻t10,基于车辆的再起动使图13的流程再次起动。此时,对于图13的流程中的步骤S17的判定而言,因为存储了上一次熄火时剩余的驱动时间,所以判定为驱动时间是比0大的时间,并且在步骤S18中开始剩余的驱动时间的倒计时,再一次实施冷凝水排出控制。此时,将旋转率从0%设定为40%,并且驱动送风扇35。如图14所示,在从时刻t10到时刻t11的期间内,从剩余的驱动时间开始进行倒计时。此时,在剩余的驱动时间驱动的送风扇35也被12V蓄电池驱动,该12V蓄电池在车辆起动过程中从蓄电池组BP(强电蓄电池)获得电力供给。
在时刻t11,因为剩余的驱动时间的倒计时达到0分,所以步骤S19的判定是肯定判定并且进入步骤S20,从而结束驱动时间的计数。此时,将旋转率从40%设定为0%,并且停止送风扇35。
在以上的动作中,在时刻t9,在排出实施蓄电池冷却过程中所产生的冷凝水的驱动时间的计数结束之前使车辆停止。与此相伴,在时刻t9,也停止该计数。然后,在时刻t10的车辆的再起动之后,在从时刻t10到时刻t11的过程中,对剩余的驱动时间进行计数。即、通过驱动送风扇35,使冷凝水从吹出口99向通气部17排出。
因此,通过与车辆的起动和停止相对应地使驱动时间的计数开始和停止,从而断断续续地进行计数直至驱动时间的计数结束。
其结果,对于与在实施蓄电池冷却过程中所产生的冷凝水对应的冷凝水量,因为能够确保所需的驱动时间,所以能够提高冷凝水的排出可靠性。
(蓄电池冷却时的冷凝水排出控制作用)
以下,基于图12和图13的动作流程以及图16的各动作的时序图,针对“蓄电池冷却时的冷凝水排出控制作用”进行详细说明。此外,图16的纵轴从上依次示出有车辆状态(起动·停止·充电状态)、蓄电池温度调整控制(冷却·加热·OFF(都不进行的状态))、送风扇旋转率(%)以及驱动时间(分钟)。图14的纵轴表示时间,“t”表示该时刻。
图16中的从时刻t0到t5的动作与图14的动作相同,故此省略说明。此外,图16中的时刻t3相当于蓄电池冷却后的、作为下一次车辆起动时的规定的时刻。
在时刻t5,伴随着蓄电池开始充电,图12的流程起动。在该时刻,存储有在上一次车辆停止时(图16的时刻t4)所存储的驱动时间的剩余时间,但因为在时刻t5蓄电池开始冷却,所以为了在图12的步骤S13中对驱动时间的计数进行重置,同时在实施了蓄电池冷却之后实施冷凝水排出控制,将预先确定好的规定时间(25分)作为驱动时间而进行再设定(盖写在存储器中)。之后,按照图12的流程进行控制直至蓄电池充电结束。
在以上的动作中,在时刻t4,在排出在实施蓄电池冷却过程中所产生的冷凝水的驱动时间的倒计时结束之前停止车辆。与此相伴,在时刻t4,存储在该时刻的驱动时间的剩余时间。
之后,在时刻t4和时刻t7之间,即、在车辆停止后并且车辆再起动之前,由于在从时刻t5到时刻t6的期间内实施蓄电池冷却,从而产生新的冷凝水。
与此相对,在时刻t5,在对所存储的驱动时间的剩余时间进行重置的同时,将驱动时间再设定为规定时间(25分钟)。该再设定好的驱动时间是能够排出在实施蓄电池冷却过程中所产生的最大量的冷凝水的驱动时间。
因此,在时刻t7的车辆的起动中,起动图13的流程,并且开始再设定之后的驱动时间的倒计时,通过结束该再设定之后的时间,并不限于在驱动时间的计数结束之前所剩余的剩余冷凝水,也能够将新产生的追加冷凝水从吹出口99向通气部17排出。此外,该时刻t7相当于蓄电池冷却之后的、作为下一次车辆起动时的规定的时刻。
其结果,对于新产生的追加冷凝水,因为能够确保所需的驱动时间,所以能够提高冷凝水的排出可靠性。
(蓄电池加热时的冷凝水排出控制作用)
在车辆起动时外部气温较低的情况下,存在蓄电池的温度过度下降的可能性。因此,希望作为蓄电池的温度调节机构具有对蓄电池加热的功能。以下,基于图15的动作流程和图16的各动作的时序图,针对具有蓄电池的加热机构的情况下的、“蓄电池加热时的冷凝水排出控制作用”进行详细说明。
从图15的步骤S17到步骤S22,与图13的步骤S一样,标注与对应的步骤S相同的附图标记而省略说明。此外,图15的流程与图13的流程一样,通过点火使车辆在从停止状态起动之时起动。
在步骤S23中,例如,受到冷风循环、较低的外部气温的影响,蓄电池组BP的内部温度降低,判定是否比第2设定温度低且在预先确定好的第3设定温度以上。在这里,第3设定温度指的是由蓄电池组BP的温度降低引起的内部阻力的增大变得极端大、并且蓄电池组BP的能力(输入输出电力)比设计要求的能力降低那样的较低温度,例如是0℃左右的温度。在步骤S23中,如果蓄电池组BP的温度达到第3设定温度以上而判定为无需加热时,进入步骤S19。另一方面,在蓄电池组BP的温度比第3设定温度低的情况下判定为有加热的必要时,进入步骤S24。
在步骤S24中,为了使蓄电池组BP的内部温度上升,开始(实施)蓄电池加热(蓄电池堆2的加热)(时刻t8)。即、对调温单元3的PTC加热器36进行通电,并且以旋转率100%驱动送风扇35。此外,送风扇35被12V蓄电池驱动,该12V蓄电池在车辆起动过程中获得来自蓄电池组BP(强电蓄电池)的电力供给。
在步骤S25中,通过在时刻t8开始(实施)蓄电池加热,在从图16的时刻t7开始的驱动时间的倒计时停止的同时进行清零(将驱动时间=0盖写在储存器中)(时刻t8)。
在时刻t9,因为通过对蓄电池加热,使蓄电池温度上升到第3设定温度以上,所以结束蓄电池加热。此时,将旋转率从100%设定为0%,并且使送风扇35停止。
此外,从步骤S23到步骤S25的动作相当于“蓄电池加热时的冷凝水排出控制”。
在以上的动作中,在从时刻t7进行驱动时间的倒计时的情况下,即、在冷凝水排出控制中,在时刻t8实施了蓄电池加热的情况下,在时刻t8结束驱动时间的倒计时(在储存器中将驱动时间盖写为0)。
在这里,通过对该蓄电池加热,使蓄电池组BP内的空气温度上升,因此,与利用送风扇35排出冷凝水相比,促进冷凝水的蒸发,变为水蒸气的冷凝水的水量增加。此外,该温度上升引起的蓄电池组BP的内部压力和其外部压力的关系如在上述车辆起动时的冷凝水排出控制作用中所描述的那样。
因此,与利用送风扇35排出冷凝水的方法相比,优先利用蓄电池加热排出冷凝水。
其结果,能够从通气部17排出更多的冷凝水的水蒸气的同时,能够更进一步地容易地排出该变为水蒸气的冷凝水。
接下来说明效果。
对于实施例1的蓄电池调温装置,能够获得下记列举的效果。
(1)一种蓄电池调温装置,其具有:
蓄电池模块(蓄电池堆2);
温度检测部件(温度传感器T),其用于检测所述蓄电池模块(蓄电池堆2)的温度(蓄电池温度);
蓄电池调温部件(调温单元3、调温用控制器52),其用于调整所述蓄电池模块(蓄电池堆2)的温度(蓄电池温度);
蓄电池组壳体1,其用于收纳所述蓄电池模块(蓄电池堆2)和所述蓄电池调温部件(调温单元3、调温用控制器52),该蓄电池调温装置的特征在于,
所述蓄电池组壳体1具有通气部17,该通气部17允许气体从该蓄电池组壳体1的内部向外部通过,
所述蓄电池调温部件(调温单元3、调温用控制器52)具有:冷却用换热器(蒸发器32),其用于冷却所通过的空气;冷凝水储存部33,其用于储存在所述冷却用换热器(蒸发器32)产生的冷凝水;送风部件(送风扇35),其用于对所述冷却用换热器(蒸发器32)和所述冷凝水储存部33的附近的空气进行吹送并使空气在所述蓄电池组壳体1内循环,
在利用所述温度检测部件(温度传感器T)检测出的蓄电池模块(蓄电池堆2)的温度(蓄电池温度)比预先确定好的规定温度(第1设定温度)高的情况下,所述蓄电池调温部件(调温单元3、调温用控制器52)利用所述冷却用换热器(蒸发器32)将通过的空气冷却,同时驱动所述送风部件(送风扇35)来实施蓄电池模块(蓄电池堆2)的冷却,
在对该蓄电池模块(蓄电池堆2)实施的冷却结束之后的规定的时刻,无论利用所述温度检测部件(温度传感器T)检测出的蓄电池模块(蓄电池堆2)的温度(蓄电池温度)如何,所述蓄电池调温装置只驱动所述送风部件(送风扇35)。
因此,未追加附加的驱动部件等而不使布局空间增大,就能够将冷凝水向蓄电池组壳体1外部排出。
(2)该蓄电池组壳体1搭载于车辆,所述蓄电池模块(蓄电池堆2)是用于将电力向车载设备供给的车辆用电源装置,
所述规定的时刻是对所述蓄电池模块(蓄电池堆2)实施冷却之后的、下一次的车辆起动时刻(图12、图13)。
因此,除了(1)的效果以外,能够将更多的变为水蒸气的冷凝水从通气部17排出的同时,能够进一步容易地排出该变为水蒸气的冷凝水。
(3)所述蓄电池调温部件(调温用控制器52)将在所述规定的时刻驱动所述送风部件(送风扇35)时的所述送风部件(送风扇35)的驱动功率设定得比对所述蓄电池模块(蓄电池堆2)实施冷却过程中的所述送风部件(送风扇35)的驱动功率低。
因此,除了(1)~(2)的效果以外,通过将送风扇35的旋转率下降到所需最小旋转率,能够抑制由送风扇35带来的噪音、振动以及电力消耗。
(4)所述蓄电池模块(蓄电池堆2)的冷却只在所述蓄电池模块(蓄电池堆2)的充电时实施。
因此,除了(1)~(3)的效果以外,通过根据冷凝水的产生量来优化冷凝水储存部33的大小(容积等),能够减小调温单元3的一部分的空间。
(5)所述蓄电池模块(蓄电池堆2)构成为能够与作为该蓄电池组壳体1外部的电源的外部电源(充电站118)电连接以及切断电连接的同时,在与所述外部电源(充电站118)电连接的状态下利用从该外部电源(充电站118)供给的电力进行充电,
所述蓄电池模块(蓄电池堆2)的充电时是将该蓄电池模块(蓄电池堆2)与所述外部电源(充电站118)相连接之时。
因此,不缩短车辆的可续航距离就能够将蓄电池堆2控制在最佳温度。
(6)所述蓄电池调温部件(调温用控制器52)在从开始只驱动所述送风部件(送风扇35)起的规定的驱动时间的期间内仅驱动所述送风部件(送风扇35),
根据所述冷凝水的产生量确定所述驱动时间,并且根据所述蓄电池组壳体1的空气体积、所述蓄电池模块(蓄电池堆2)的冷却使用频率以及代表环境温湿度确定该冷凝水的产生量。
因此,除了(1)~(5)的效果以外,能够减少蓄电池组壳体1内或者调温单元3的零件个数。
(7)所述蓄电池调温部件(调温用控制器52)对从开始只驱动所述送风部件(送风扇35)的经过时间进行计数,并且在该经过时间达到所述规定的驱动时间之前使车辆停止的情况下,在停止该计数的同时存储所述经过时间和规定的驱动时间之差,并且在下一次车辆起动时只驱动所述送风部件(送风扇35)直至从该车辆起动起经过的时间成为所述经过时间和规定的驱动时间之差(图13)。
因此,除了(6)的效果以外,对于与在实施蓄电池冷却过程中产生的冷凝水对应的冷凝水量,因为能够确保所需的驱动时间,所以能够提高冷凝水的排出可靠性。
(8)所述蓄电池调温部件(调温用控制器52)对从开始只驱动所述送风部件(送风扇35)起经过的时间进行计数,并且在该经过时间达到所述规定的驱动时间之前使车辆停止的情况下,在停止该计数的同时存储所述经过时间和规定的驱动时间之差,在车辆停止之后并且在下一次车辆起动时之前对所述蓄电池模块(蓄电池堆2)实施冷却的情况下,重置已停止的计数,并且设定所述规定的驱动时间(图12、图13、图16)。
因此,除了(6)~(7)的效果以外,因为对于新产生的追加冷凝水,能够确保所需的驱动时间,所以能够提高冷凝水的排出可靠性。
(9)所述蓄电池调温部件(调温单元3、调温用控制器52)具有加热用的加热器(PTC加热器36),
所述蓄电池调温部件(调温用控制器52)在对所述驱动时间进行计数的情况下,在驱动所述加热器(PTC加热器36)并且对所述蓄电池模块(蓄电池堆2)实施加热的情况下,在停止该计数的同时将该驱动时间置零(图15、图16)。
因此,除了(6)~(8)的效果以外,能够在将更多的冷凝水的水蒸气从通气部17排出的同时,能够进一步容易地排出该变为水蒸气的冷凝水。
(10)所述蓄电池调温部件(调温单元3、调温用控制器52)具有通风路径部(单元壳体31、单元管道37),该通风路径部(单元壳体31、单元管道37)具有所述冷凝水储存部33,
所述送风部件(送风扇35)是经由所述通风路径部(单元壳体31、单元管道37)对所述冷却用换热器(蒸发器32)和所述冷凝水储存部33的附近的空气进行吹送并且使空气在所述蓄电池组壳体1内循环的部件,
所述通风路径部(单元壳体31、单元管道37)与至少延伸到所述通气部17附近的管道(通风管道9)相连接,
在所述管道(通风管道9)上设置有将所述送风部件(送风扇35)吹送的所述冷却用换热器(蒸发器32)和所述冷凝水储存部33的附近的空气向所述通气部17吹出的吹出口99。
因此,除(1)~(9)的效果以外,能够提高冷凝水的排出可靠性。
以上,根据实施例1说明了本发明的电池调温装置,但具体的结构并不限定于该实施例1,只要不脱离权利要求书的各技术方案的发明的主旨,就能够容许进行设计的变更、追加等。
在实施例1中,示出了将蓄电池组BP配置在车辆的地板下方的例子。但是,并不限于实施例1所示的结构。例如,还可以将蓄电池组配置在车辆的行李室等。
在实施例1中,作为蓄电池模块,示出了层叠多个蓄电池模块而成的蓄电池堆2(蓄电池模块组)的例子。但是,并不限于实施例1所示的结构。例如,作为蓄电池模块,还包括未多个层叠地配置而成的蓄电池模块。
在实施例1中,作为调温单元3,示出了兼形成冷风和热风的单元的例子。但是,并不限于实施例1所示的结构。例如,作为调温单元,也可以是具有蒸发器并且只形成冷风的单元。
在实施例1中,示出了将冷却用换热器设为蒸发器32的例子。但是,并不限于蒸发器32。即、只要是能够从通过的空气吸收热量并且形成冷风的部件即可。例如,也可以是帕尔贴元件等。
在实施例1中,示出了将送风部件设为送风扇35的例子。但是,并不限于送风扇35。即、只要是能够对蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气(水蒸气)进行吹送、并且使空气在蓄电池组壳体1内循环的部件即可。由此,只要是能够将蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气(水蒸气)向通气部17附近吹送的部件即可。
在实施例1中,将送风扇35的驱动时间中的旋转率设定为40%。但是并不限于此。例如,也可以根据送风扇35的其他送风部件的性能而不同。此外,为了提高变为水蒸气的冷凝水的排出效率,也可以将旋转率设定为40%以上。
在实施例1中,示出了将加热器设为PTC加热器36的例子。但是,并不限于PTC加热器36。即、只要是能够对通过的空气进行加热的部件即可。
在实施例1中,作为通气部17的结构,示出了使用科阿代克斯(注册商标)等原材料(膜)的例子。但是,并不限于实施例1所示的结构。即、通气部17只要是能够允许气体从蓄电池组壳体1内部向外部通过的部件即可。此外,优选的是,希望在允许气体从蓄电池组壳体1内部向外部通过的同时,阻止液体从蓄电池组壳体1外部向内部通过。
在实施例1中,示出了将吹出口99配置在面向通气部17的位置的例子。但是,吹出口99的配置并不限于此。即、只要将吹出口99配置在能够将送风扇35吹送的蒸发器32和冷凝水储存部33附近的空气向通气部17吹出的位置即可。
在实施例1中,示出了通气部17和吹出口99分别设置有两个的例子。但是,并不限于实施例1示出的结构。即、也可以根据蓄电池组壳体1内的各结构的配置等,设置最容易将变为水蒸气的冷凝水排出的通气部17和吹出口99的数量·配置·形状·大小。例如,通气部17和吹出口99的数量也可以是分别是一个或者三个以上,通气部17和吹出口99的数量也可以不同。此外,对于该配置、形状以及大小而言,可以是通气部17和吹出口99两者均相同,在具有两个以上通气部17的情况下,也可以是通气部17之中存在不同。吹出口99也一样。
在实施例1中,示出了在蓄电池组壳体1的内部空间配置有调温单元3和通风管道9的例子。但是,并不限于实施例1所示的结构。例如,也可以在蓄电池组壳体的内部空间只配置调温单元,并且没有从单元管道经由蓄电池堆的间隙向蓄电池堆进行通风的通风管道。
在实施例1中,示出了在通风路径部(单元壳体31、单元管道37)具有用于储存冷凝水的冷凝水储存部33的结构。但是,并不限于实施例1所示的结构。例如,也可以具有吸湿片(冷凝水表面积增大处理部),该吸湿片从冷凝水储存部33连续到在通风路径部(单元壳体31、单元管道37)内的包含冷凝水的水蒸气的风速相对较快的部分,使得冷凝水的表面积增大。具体而言,也可以设置吸水材料,或者也可以对冷凝水储存部33等表面自身施加亲水加工。由此,因为促进冷凝水的蒸发,所以能够将更多的冷凝水作为水蒸气排出。
在实施例1中,作为冷凝水排出控制的开始时刻(规定的时刻),示出了在蓄电池冷却实施之后的、下一次车辆起动时的例子。即、可以是在蓄电池组BP的内部压力和外部压力之间产生压力差的其他时刻,开始冷凝水排出控制。例如,作为该开始时刻,也可以是产生压力差的夜晚或者早晨、外部气温较低的时候等。但是,在夜晚或者早晨,是基于定时器等驱动送风扇35并且实施上述控制。此外,在外部气温较低时,是基于外部气温的检测、或者外部温度和蓄电池组BP内部的空气温度(蓄电池温度)驱动送风扇35并且实施上述控制。由此,在蓄电池组BP的内部压力和外部压力之间产生压力差,能够更进一步容易地排出冷凝水的水蒸气。
在实施例1中,示出了只在充电时实施蓄电池冷却的例子。但是,并不限于实施例1所示的充电时。例如,在蓄电池组BP的内部温度变得比第1设定温度高的情况下,即使在车辆起动中也可以实施蓄电池冷却。但是,为了排出新产生的冷凝水,像“蓄电池冷却时的冷凝水排出控制作用”所记载的那样,基于图12的步骤S13,将预先设定好的规定时间作为驱动时间进行再设定,并实施冷凝水排出控制。
在实施例1中,示出了将本发明的蓄电池调温装置应用于作为行驶用驱动源仅搭载有行驶用马达的电动汽车的例子。但是,并不限于实施例1的电动汽车。即、本发明的蓄电池调温装置还能够应用于作为行驶用驱动源搭载有行驶用马达和发动机的混合动力车。
相关申请的相互参照
本申请基于2013年10月3日向日本国特许厅申请的日本特愿2013-208334主张优先权,该日本特愿的公开内容通过参照编入到本说明书中。
Claims (10)
1.一种蓄电池调温装置,其具有:
蓄电池模块;
温度检测部件,其用于检测所述蓄电池模块的温度;
蓄电池调温部件,其用于调整所述蓄电池模块的温度;
蓄电池组壳体,其用于收纳所述蓄电池模块和所述蓄电池调温部件,该蓄电池调温装置的特征在于,
所述蓄电池组壳体具有通气部,该通气部允许气体从该蓄电池组壳体的内部向外部通过,
所述蓄电池调温部件具有:冷却用换热器,其用于冷却所通过的空气;冷凝水储存部,其用于储存由所述冷却用换热器产生的冷凝水;送风部件,其用于对所述冷却用换热器和所述冷凝水储存部附近的空气进行吹送并使空气在所述蓄电池组壳体内循环,
在利用所述温度检测部件检测出的蓄电池模块的温度比预先确定好的规定温度高的情况下,所述蓄电池调温部件利用所述冷却用换热器将通过的空气冷却,同时驱动所述送风部件来实施蓄电池模块的冷却,
在对该蓄电池模块实施的冷却结束之后的规定的时刻,无论利用所述温度检测部件检测出的蓄电池模块的温度如何,所述蓄电池调温部件只驱动所述送风部件。
2.根据权利要求1所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
该蓄电池组壳体搭载于车辆,所述蓄电池模块是用于将电力向车载设备供给的车辆用电源装置,
所述规定的时刻是对所述蓄电池模块实施冷却之后的、下一次的车辆起动时刻。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池调温部件将在所述规定的时刻驱动所述送风部件时的所述送风部件的驱动功率设定得比对所述蓄电池模块实施冷却过程中的所述送风部件的驱动功率低。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池模块的冷却只在所述蓄电池模块的充电时实施。
5.根据权利要求4所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池模块构成为能够与作为该蓄电池组壳体外部的电源的外部电源电连接以及切断电连接,并且在与所述外部电源电连接的状态下利用从该外部电源供给的电力进行充电,
所述蓄电池模块的充电之时是将该蓄电池模块与所述外部电源相连接之时。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池调温装置在从开始只驱动所述送风部件起的规定的驱动时间的期间内只驱动所述送风部件,
由所述冷凝水的产生量确定所述驱动时间,并且由所述蓄电池组壳体的空气体积、所述蓄电池模块的冷却使用频率以及代表环境温湿度确定该冷凝水的产生量。
7.根据权利要求6所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池调温部件对从开始只驱动所述送风部件起的经过时间进行计数,并且在该经过时间达到所述规定的驱动时间之前车辆停止了的情况下,在停止该计数的同时存储所述经过时间和规定的驱动时间之差,并且在下一次车辆起动时只驱动所述送风部件直至自该车辆起动起的经过时间达到所述经过时间和规定的驱动时间之差。
8.根据权利要求6或7所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池调温部件对从开始只驱动所述送风部件起的经过时间进行计数,并且在该经过时间达到所述规定的驱动时间之前车辆停止的情况下,在停止该计数的同时存储所述经过时间和规定的驱动时间之差,在车辆停止之后并且在下一次车辆起动时刻之前对所述蓄电池模块实施了冷却的情况下,重置已停止的计数,并且设定所述规定的驱动时间。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池调温部件具有加热用的加热器,
所述蓄电池调温部件在对所述驱动时间进行计数的情况下,在驱动所述加热器并且对所述蓄电池模块实施加热的情况下,在停止该计数的同时将该驱动时间置零。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的蓄电池调温装置,其特征在于,
所述蓄电池调温部件具有通风路径部,该通风路径部具有所述冷凝水储存部,
所述送风部件是经由所述通风路径部对所述冷却用换热器和所述冷凝水储存部的附近的空气进行吹送并且使空气在所述蓄电池组壳体内循环的部件,
所述通风路径部与至少延伸到所述通气部的附近的管道相连接,
在所述管道上设置有将所述送风部件吹送的所述冷却用换热器和所述冷凝水储存部的附近的空气向所述通气部吹出的吹出口。
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