CN107112611B - 电池温度调节装置以及电池温度调节系统 - Google Patents

电池温度调节装置以及电池温度调节系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107112611B
CN107112611B CN201680004760.7A CN201680004760A CN107112611B CN 107112611 B CN107112611 B CN 107112611B CN 201680004760 A CN201680004760 A CN 201680004760A CN 107112611 B CN107112611 B CN 107112611B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
battery
evaporator
battery temperature
thermally connected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680004760.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107112611A (zh
Inventor
平泽壮史
池田匡视
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Automotive Systems Inc
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Furukawa Automotive Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd, Furukawa Automotive Systems Inc filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Publication of CN107112611A publication Critical patent/CN107112611A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107112611B publication Critical patent/CN107112611B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00278—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3227—Cooling devices using compression characterised by the arrangement or the type of heat exchanger, e.g. condenser, evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552—Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H2001/00307—Component temperature regulation using a liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供热传递效率和温度调节性能的均匀性优异且能防止质量和电力消耗增大的电池温度调节装置以及电池温度调节系统。电池温度调节装置以及电池温度调节系统包括：电池，其具有电池单元；导热件，其通过一个端部与该电池热连接；以及冷凝器的散热片或者蒸发器，其与该导热件的另一个端部热连接。

Description

电池温度调节装置以及电池温度调节系统
技术领域
本发明涉及使用导热件将电池释放出的热向冷凝器(condenser)的散热片(fin)以及/或者蒸发器输送的电池温度调节装置以及电池温度调节系统。
背景技术
作为现有的电池温度调节系统，提出如下系统，该系统包括：设置于车辆并用于行驶的电池；相对于车厢内空调用鼓风机而另行设置的、产生输送至电池的送风的鼓风机；以及相对于车厢内空调用热交换器而另行设置的、通过内部流动的制冷剂与送往电池的送风之间的热交换来冷却送风的热交换器，而且，作为热交换器的蒸发器与车厢内空调共用制冷剂(专利文献1)。
然而，在专利文献1中存在如下问题：虽然通过向电池供给由制冷剂冷却后的空气来进行了电池的冷却，但由于通过空气，因此热传递效率不足。进而，在专利文献1中还存在如下问题：难以使空气流均匀，因此因空气的路径的不同(例如，空气流的上游侧与下游侧的不同)，向构成电池的各个电池单元(battery cell)所提供的空气的温度会变化，从而电池的冷却耗时，且电池单元的温度会发生波动。
另外，作为其他电池温度调节系统，提出了如下系统：使热管与电池模块接触，将另一端与吸热设备(heat sink)连接，将电池产生的热向吸热设备输送，并且，在吸热设备内部包含石蜡等蓄热材料，而且包括贯通蓄热材料内部的冷却水通路、以及与冷却水通路连接的冷却水配管和电动泵和散热器(radiator)
(专利文献2)。
然而，在专利文献2中，虽然利用冷却水配管并经由热管而冷却电池模块，但在水冷式的系统中存在因质量重而导致车辆的行驶距离变短的问题。另外，为了生成水流所必须包括的电动泵的电力消耗大，因此从该点出发也存在车辆的行驶距离变短的问题。
另外，作为车辆用的冷却装置，提出了如下车辆用冷却装置，其安装有1个以上的热管，从而使经由同一冷却系统芯部的至少2个以上的制冷剂流路管贯通(专利文献3)。
然而，在专利文献3的设置同一冷却系统芯部来实施冷却的系统中，车辆的质量以及用于冷却制冷剂的电力消耗会增大，因此仍然存在车辆的行驶距离变短的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2008/026386号公报
专利文献2：JP特开平11-204151号公报
专利文献3：JP特开2012-112373号公报
发明内容
发明要解决的课题
鉴于上述事实，本发明的目的在于，提供热传递效率和温度调节性能的均匀性优异、且能防止质量和电力消耗的增大的电池温度调节装置以及电池温度调节系统。
用于解决课题的手段
本发明的实施方式是一种电池温度调节装置，包括：电池，其具有电池单元；以及导热件，其通过一个端部与该电池热连接(thermally connected)，该导热件的另一个端部与冷凝器的散热片或者蒸发器热连接。
在上述实施方式中，经由导热件，电池与冷凝器的散热片或者蒸发器热连接。在通过对电池与蒸发器进行热连接来冷却电池的情况下，电池释放出的热从电池输送至导热件的一个端部，输送至导热件的一个端部的热从导热件的一个端部向另一个端部输送。输送至导热件的另一个端部的热从导热件的另一个端部向与导热件的另一个端部热连接的蒸发器输送。输送至蒸发器的热从蒸发器释放到外部。
另一方面，在通过将电池与冷凝器进行热连接来冷却电池的情况下，为了防止由冷凝器释放出的热从冷凝器向导热件的另一个端部输送，将导热件的另一个端部与冷凝器的散热片热连接。由此，能通过与上述将电池与蒸发器热连接所产生的电池的冷却作用同样的作用来冷却电池。
在上述实施方式中，仅通过蒸发器来冷却电池的结构中，导热件与冷凝器的散热片不进行热连接，而与蒸发器进行热连接。仅通过冷凝器的散热片来冷却电池的结构中，导热件与蒸发器不进行热连接，而与冷凝器的散热片进行热连接。上述各种实施方式能根据电池温度调节系统的使用状况而适当选择。
本发明的实施方式是一种电池温度调节装置，包括：电池，其具有电池单元；以及通过一个端部与该电池热连接的第1导热件及第2导热件。所述第1导热件的另一个端部与冷凝器的散热片热连接，所述第2导热件的另一个端部与蒸发器热连接。
作为电池与蒸发器以及冷凝器的散热片经由导热件进行热连接的结构，列举如下方式：准备多个导热件，至少1个导热件与冷凝器的散热片不进行热连接而与蒸发器进行热连接，且其他导热件与蒸发器不进行热连接而与冷凝器的散热片进行热连接。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述导热件是热管。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述导热件的另一个端部能相对于所述冷凝器的散热片以及/或者蒸发器进行装卸。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述蒸发器以及/或者冷凝器形成热泵机构。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述蒸发器以及/或者冷凝器配置在流体所流动的流路上，该流路在该蒸发器以及/或者冷凝器的、该流体流的下游侧的位置分支为多个路径。
本发明的实施方式涉及电池温度调节系统，所述路径的至少1个在所述蒸发器以及/或者冷凝器的所述流体流的上游侧的位置与所述流路连接，从而形成相对于外部环境封闭的循环路径。在上述实施方式中，到达蒸发器以及/或者冷凝器的下游侧的流体从该下游侧经由循环路径送回蒸发器以及/或者冷凝器的上游侧。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，所述循环路径包括阀机构作为所述路径的选择机构。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述路径的至少1个在所述蒸发器以及/或者冷凝器的所述流体流的上游侧的位置与所述流路连接，从而形成相对于外部环境封闭的循环路径，所述电池温度调节装置搭载于汽车，并且所述流体流为气流。
在上述实施方式中，导热件的另一个端部与对汽车的舱体进行空气调节的部件即蒸发器以及/或者对汽车的舱体进行空气调节的部件即冷凝器的散热片热连接。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述循环路径不经由所述汽车的发动机舱内以及座舱内。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，设置有用于生成所述气流的风扇。
本发明的实施方式涉及电池温度调节装置，其中，所述气流来源于汽车的行驶风。在该实施方式下，替代作为气流的生成手段的上述风扇，利用行驶风来得到气流。
本发明的实施方式涉及电池温度调节系统，包括：电池，其具有电池单元；导热件，其通过一个端部与该电池热连接；以及与该导热件的另一个端部热连接的冷凝器的散热片以及/或者蒸发器，在冷却所述电池的情况下，通过所述导热件将所述电池的热向所述冷凝器的散热片以及/或者蒸发器输送。
本发明的实施方式涉及电池温度调节系统，还包括其他导热件，所述其他导热件的一个端部与所述电池热连接，所述其他导热件的另一个端部与发热部热连接，在加热所述电池的情况下，通过所述其他导热件将所述发热部的热向所述电池输送。
发明效果
根据本发明的实施方式，由于电池经由导热件与已有的冷凝器的散热片以及/或者蒸发器热连接，因此无需使用水冷式系统、制冷剂，能防止质量和电力消耗的增大。另外，由于通过导热件对电池进行温度调节，因此无需使用通过制冷剂冷却后的空气，结果能得到优异的热传递效率和温度调节性能的均匀性。另外，电池经由导热件与已有的冷凝器的散热片以及/或者蒸发器进行热连接，从而即使在蒸发器、冷凝器不工作(空调系统未工作)的情况下，电池发出的热也会向温度相对于电池为低温的冷凝器的散热片以及/或者蒸发器进行输送。由此，能降低用于冷却电池的电力消耗。
另外，根据本发明的实施方式，由于通过导热件来输送各电池单元的热，因此不需要温度调节用流体流所需的、电池单元间的间隙或管道，能大幅度减小电池容器的大小，有利于节省空间。进而，由于能大幅度减小电池容器的大小，因此若是相同的空间，能大幅度增加电池单元数，其结果是，能实现充电容量的增大。
根据本发明的实施方式，导热件是热管，从而导热件的热输送效率得以提高，因此电池的温度调节效率进一步提高。另外，热管的内部为中空，因此能使电池温度调节系统进一步轻量化。
根据本发明的实施方式，导热件的另一个端部能相对于冷凝器的散热片以及/或者蒸发器装卸，因此电池温度调节系统的搬运性和安装性得以提高。
根据本发明的实施方式，在蒸发器以及/或者冷凝器的下游侧，流路被分支为多个路径，因此电池释放出的热能够可靠地从蒸发器以及/或者冷凝器向期望的场所输送。
根据本发明的实施方式，电池温度调节系统搭载于汽车，且具有相对于外部环境封闭的循环路径，从而能可靠地防止电池释放出的热向汽车的座舱、发动机舱等不期望的场所输送。
附图说明
图1是第1实施方式例所涉及的电池温度调节系统的立体图。
图2是第1实施方式例所涉及的电池温度调节系统的蒸发器的说明图。
图3是图2的蒸发器的局部放大图。
图4是第2实施方式例所涉及的电池温度调节系统的立体图。
图5是第3实施方式例所涉及的电池温度调节系统的立体图。
图6是第3实施方式例所涉及的电池温度调节系统的蒸发器的说明图。
图7是第4实施方式例所涉及的电池温度调节系统的立体图。
图8是第5实施方式例所涉及的电池温度调节系统的立体图。
图9是第5实施方式例所涉及的电池温度调节系统的说明图。
具体实施方式
以下，使用附图来说明本发明的第1实施方式例所涉及的电池温度调节系统。如图1所示，第1实施方式例所涉及的电池温度调节系统1包括：电池11，其具有多个电池单元12；热管13，其通过一个端部14与电池11热连接；以及蒸发器(热泵的蒸发器)16，其与热管13的另一个端部15直接相接，从而与热管13热连接。也就是说，蒸发器16与热管13的另一个端部15直接相接。
电池11包括与各电池单元12的侧面部相接的受热板10。受热板10的表面部与电池单元12的侧面部相接，从而受热板10与电池单元12热连接。另外，热管13的一个端部14与受热板10的背面部直接相接，从而受热板10与热管13的一个端部14热连接。因此，通过受热板10，电池11与热管13热连接。
为了提高与电池11以及蒸发器16的热连接性，热管13的与电池11的受热板10接触的接触部以及与蒸发器16接触的接触部、即一个端部14和另一个端部15被加工为扁平状。
如图1所示，蒸发器16包括：主体部17、将液化的制冷剂供给至主体部17的供给用头部18、以及将利用主体部17气化后的制冷剂排出的排出用头部19。制冷剂经主体部17气化而从主体部17吸热，从而冷却蒸发器16。
如图2、3所示，主体部17设置有多个(图2中为11个)制冷剂(以图中的箭头表示)的流路20，在各个流路20之间配置有波纹状的散热片21。在图2中，10个波纹状的散热片21分别由隔板24进行分隔，从而形成11个流路20。
在供给用头部18设置有制冷剂供给口22，制冷剂供给口22通过供给用头部18的内部空间与主体部17的各流路20的一方开口部连通。另外，在排出用头部19设置有制冷剂排出口23，制冷剂排出口23通过排出用头部19的内部空间与主体部17的各流路20的另一方开口部连通。因此，从供给用头部18的制冷剂供给口22供给的液体状制冷剂经由供给用头部18的内部空间向主体部17的各流路20(图2中为11个流路20)流入，在从各流路20的一方开口部向另一方开口部流动的期间气化。随着流路20中制冷剂不断气化，通过配置于流路20之间的散热片21(图2中为10个散热片21)，制冷剂从主体部17吸热，从而冷却蒸发器16。气化后的制冷剂从各流路20的另一方开口部经由排出用头部19的内部空间向制冷剂排出口23流动，并从制冷剂排出口23释放到蒸发器16外部。
如图1所示，在第1实施方式例所涉及的电池温度调节系统1中，热管13的另一个端部15与蒸发器16的供给用头部18的外表面接触，从而热管13与蒸发器16热连接。在电池温度调节系统1中，为了使蒸发器16的供给用头部18与热管13的另一个端部15的接触面积增大，热管13在其另一个端部15附近被弯曲加工而呈L字状。
如上所述，由于通过制冷剂来冷却蒸发器16，因此电池11释放出的热通过热管13而向蒸发器16输送，其结果，电池被冷却。另外，即使在蒸发器16未工作的情况下，升温后的电池11释放出的热也通过热管13向相对于电池11为低温的蒸发器16输送。
接下来，使用附图来说明本发明的第2实施方式例所涉及的电池温度调节系统。此外，针对与电池温度调节系统1相同的构成要素，使用相同的符号进行说明。
如图4所示，在第2实施方式例所涉及的电池温度调节系统2中，使用2个电池温度调节系统1的蒸发器16。即，在电池温度调节系统2中，热管13与2个蒸发器16、16’热连接。
在电池温度调节系统2中，热管13的另一个端部15不仅与第1蒸发器16的供给用头部18热连接，还与第2蒸发器16’的排出用头部19热连接。具体而言，热管13的另一个端部15的表面侧与第1蒸发器16的供给用头部18的外表面直接相接，从而热管13与第1蒸发器16热连接，而且，热管13的另一个端部15的背面侧与第2蒸发器16’的排出用头部19的外表面直接相接，从而热管13与第2蒸发器16’热连接。
在电池温度调节系统2中，热管13的另一个端部15被第1蒸发器16与第2蒸发器16’夹持，因此对电池11的冷却性能进一步提高。
接下来，使用附图来说明本发明的第3实施方式例所涉及的电池温度调节系统。此外，针对与电池温度调节系统1、2相同的构成要素，使用相同的符号进行说明。
如图5所示，在第3实施方式例所涉及的电池温度调节系统3中，热管13的另一个端部15与设置于蒸发器36的制冷剂的流路30直接相接。在电池温度调节系统3中，1个电池11与1个蒸发器36经由1个直线状的热管13热连接。
在电池温度调节系统3中，流路30呈包括弯曲成半圆状的弯曲部31以及直线部32的、弯曲为波状的形状。热管13的另一个端部15从流路30中弯曲为半圆状的弯曲部31的内侧与弯曲部31相接。流路30是通过使弯曲为波状的2片隔板34对置而形成的。在电池温度调节系统3中，在流路30上形成多个(图5中为10个)弯曲部31，随之形成有多个(图5中为11个)直线部32。
如图5、6所示，在蒸发器36中，在形成流路30的弯曲为波状的隔板34的弯曲部31以外的部位、即直线部32，配置有多个(图5、6中为10个)波纹状的散热片21。在蒸发器36中，形成流路30的隔板34的直线部32与波纹状的散热片21直接相接，从而流路30与波纹状的散热片21热连接。
另外，如图5所示，热管13的另一个端部15呈与流路30的弯曲部31的形状对应的形状。即，另一个端部15的厚度方向的形状为半圆形状，从而成为使热管13与流路30的热连接性得以提高的结构。
如图6所示，在蒸发器36中，在弯曲为波状的流路30的一个端部，形成有用于向流路30供给制冷剂的制冷剂供给口35，在弯曲为波状的流路30的另一个端部，形成有用于从流路30排出制冷剂的制冷剂排出口37。因此，从制冷剂供给口35供给至流路30内的制冷剂(以图中的箭头表示)沿流路30流动以填补10个波纹状的散热片21之间的缝隙，并从制冷剂排出口37向蒸发器36的外部排出。
接下来，使用附图来说明本发明的第4实施方式例所涉及的电池温度调节系统。此外，针对与电池温度调节系统1、2、3相同的构成要素，使用相同的标号进行说明。
如图7所示，在第4实施方式例所涉及的电池温度调节系统4中，1个直线状的热管13与流路30被弯曲为半圆状的多个(图7中为10个)弯曲部31中的多个(图7中为2个)弯曲部31分别直接相接。在电池温度调节系统4中也与电池温度调节系统3同样，热管13的另一个端部15从流路30被弯曲为半圆状的弯曲部31的内侧与弯曲部31相接。另外，在电池温度调节系统4中也与电池温度调节系统3同样，1个电池11与各个热管13热连接。
也就是说，在电池温度调节系统4中，多个(图7中为2个)电池11与1个蒸发器36热连接。基于上述，在电池温度调节系统4中，通过1个蒸发器36，能同时冷却多个电池11。
接下来，使用附图来说明本发明的第5实施方式例所涉及的电池温度调节系统。此外，针对与电池温度调节系统1、2、3、4相同的构成要素，使用相同的标号进行说明。
如图8、9所示，在第5实施方式例所涉及的电池温度调节系统5中，针对第1实施方式例所涉及的电池温度调节系统1中使用的蒸发器16，在另一个端部15附近进行弯曲加工而呈L字状的热管13热连接于彼此相邻的流路20-1与流路20-2之间。
在电池温度调节系统5的蒸发器56中，为了使热管13热连接于彼此相邻的流路20-1与流路20-2之间，将多个(图8、9中为10个)波纹状的散热片21中的、配置于流路20-1与流路20-2之间的波纹状的散热片21-1设置得比其他波纹状的散热片21短，而且，在由此形成的空间部50中，沿平行于流路20的方向插入热管13的从另一个端部15的端面起到所弯曲加工出的部位为止之间的部分。
另外，在电池温度调节系统5中，为了使流路20与热管13的热连接性进一步提高，使用了金属块51(例如，铝、铝合金等的块)，该金属块51具有与空间部50的形状对应的外部形状，且具有与热管13的另一个端部15的外部形状对应的内部空间的形状。即，通过将热管13的另一个端部15与金属块51的内部空间嵌合，金属块51的内表面与热管13的另一个端部15的外表面相接，从而金属块51与热管13的另一个端部15热连接。进而，通过将与热管13的另一个端部15嵌合的金属块51嵌插到空间部50中，由此使彼此相邻的流路20-1、流路20-2与金属块51的外表面相接，从而，彼此相邻的流路20-1、流路20-2与金属块51热连接。由此，形成热管13的另一个端部15经由金属块51与彼此相邻的流路20-1和流路20-2之间的部位热连接的状态。
在电池温度调节系统5中，通过将金属块51嵌插到空间部50中，形成热管13的另一个端部15与蒸发器56热连接的状态，因此热管13相对于蒸发器56的装卸变得容易且可靠。
对于本发明的电池温度调节系统中使用的热管13的容器的材质，不作特别限定，能列举铜、铜合金、不锈钢等金属。另外，对于作为热管13的工作液，不作特别限定，例如能列举水、酒精、碳氟化合物替代品等。
接下来，说明本发明的其他实施方式例所涉及的电池温度调节系统。虽然在上述各实施方式例中，热管13的另一个端部15与蒸发器16、36、56热连接，但作为替代方案，也可以与冷凝器(热泵的冷凝器)热连接。
另外，虽然在上述各实施方式例中，热管13的另一个端部15与蒸发器16、36、56热连接，但作为替代方案，也可以不仅与蒸发器16、36、56热连接，还与冷凝器的散热片热连接。在此情况下，列举如下实施方式：准备多个热管，像上述各实施方式例那样，至少1个热管(第2热管)13与冷凝器的散热片不进行热连接而与蒸发器16、36、56热连接，进而，其他热管(第1热管)与蒸发器16、36、56不进行热连接而与冷凝器的散热片热连接。
另外，上述冷凝器既可以像例如汽车的制冷制热装置那样形成蒸发器16、36、56和热泵机构，也可以不形成蒸发器16、36、56和热泵机构。另外，虽然在上述各实施方式例中使用了热管13作为热输送手段即导热件，但导热件不限于热管13或与之类似的、在构件的内部空间具有工作液的结构体，还可以是棒状、板状、管状等的金属(例如，铜等)构件或石墨。根据需要的输送热量、输送距离、成本等条件，可适当选择上述导热件，另外，可以适当组合多种导热件。
另外，虽然在上述各实施方式例中，热管13的另一个端部15通过与蒸发器的供给用头部、排出用头部或者流路直接相接而与蒸发器热连接，但也可以使用替代方案，即热管13的另一个端部15通过与蒸发器16、36、56的散热片部21相接而与蒸发器热连接。
另外，虽然在上述各实施方式例中，电池11与蒸发器16、36、56经由1根热管13而热连接，但也可以使用替代方案，即可以设为如下实施方式：准备比热管13更短的多根热管，沿热输送方向对该多个短的热管进行热连接。通过将多个短的热管在热输送方向上热连接，能输送更多的热量，另外，能更可靠地实施已冻结的工作液的解冻。
接下来，针对上述各实施方式例中使用的蒸发器的配置作如下说明。蒸发器例如配置在流体所流动的流路上。在蒸发器例如是汽车的制冷制热装置的蒸发器的情况下，在车载空调的鼓风机所产生的气流或者来源于车辆行驶时的行驶风的气流所流动的流路上，配置蒸发器。该流路在该蒸发器的该气流的下游侧的位置被分支为多个路径，从而接受到电池释放出的热的气流能向多个路径中的特定的1个路径流入。通过上述构成，能使用特定的1个路径使电池释放出的热从蒸发器可靠地向期望的适当场所逸出。即，能可靠地防止电池释放出的热被输送至对汽车而言不期望的场所(例如，座舱或发动机舱等)。
另外，通过构成为上述特定的1个路径在蒸发器的所述气流的上游侧的位置与所述流路连接，形成对外部环境封闭的循环路径，从而能可靠地防止电池释放出的热经由蒸发器向不期望的场所输送。进而，通过使上述循环路径本身构成为不经由不期望的场所，从而能进一步可靠地防止电池释放出的热向不期望的场所输送。作为上述多个路径的选择机构，例如能列举阀机构。
另外，本发明的电池温度调节系统中，与具有多个电池单元的电池在一个端部进行热连接的导热件不仅能用于冷却电池的作用，而且能用于加热电池的作用。例如，通过将热管等导热件的另一个端部不与冷凝器的散热片以及/或者蒸发器热连接而与发热部热连接，能对处于比适合使用的温度更低温度的状态的电池进行加热，从而使电池升温至适合使用的温度。
另外，可以设为如下实施方式：准备多个导热件，至少1个导热件的另一个端部与冷凝器的散热片或者蒸发器热连接，其他导热件的另一个端部与发热部热连接。通过上述实施方式，能更容易地将电池的温度调整为适合使用的温度范围。
作为上述发热部，例如，在具有发动机的汽车的情况下，能列举发动机冷却水的配管。关于发动机冷却水的配管，能列举如下方式：例如另行设置用于与导热件的另一个端部热连接的分支配管，在该分支部设置用于选择供发动机冷却水在其中流动的配管的阀。
在上述方式中，在需要使电池升温的情况下，通过操作阀以使由发动机加热后的发动机冷却水向分支配管(发热部)流动，从而将热从在分支配管中流动的发动机冷却水向导热件的另一个端部输送。输送至导热件的另一个端部的热从导热件的另一个端部向一个端部输送。输送至导热件的一个端部的热从导热件的一个端部向与导热件的一个端部热连接的电池输送。输送至电池的热对电池进行加热来使电池升温至适合使用的温度。
另外，作为上述发热部，例如，在电动汽车或燃料电池汽车的情况下，取代由上述发动机加热后的发动机冷却水的配管，可列举加热器或冷凝器的配管。
另外，虽然在上述实施方式的例子中将蒸发器配置在由车载空调用鼓风机产生的气流或者通过导入行驶风而带来的气流所流动的流路上，但也可以使用替代方案，将蒸发器配置于其他流体所流动的流路，例如，极低温冷却用的液氮或液氦、热传导率优良的稀有气体类、冷却水、冷却用有机溶剂等所流动的流路。
产业上的可利用性
本发明的电池温度调节装置以及电池温度调节系统，因其热传递效率和温度调节性能的均匀性优异，能防止质量和电力消耗的增大，并能实现电池的小型化或大容量化，因此例如在搭载于汽车的具有电池单元的电池的温度调节的领域利用价值高。
符号说明
1、2、3、4、5 电池温度调节系统
11 电池
12 电池单元
13 热管
16、36、56 蒸发器

Claims (4)

1.一种电池温度调节装置，包括：电池，其具有电池单元；以及通过一个端部与该电池热连接的第1导热件及第2导热件，
所述第1导热件的另一个端部与冷凝器的散热片热连接，所述第2导热件的另一个端部与蒸发器热连接，
所述第1导热件以及/或者第2导热件是热管，
所述电池包括表面部与所述电池单元的侧面部相接的受热板，
所述热管的一个端部与所述受热板的背面部直接相接，从而所述受热板与所述热管的一个端部热连接，
所述蒸发器包括主体部、将液化的制冷剂供给至所述主体部的供给用头部、以及将利用主体部气化后的制冷剂排出的排出用头部，
所述主体部设置有多个制冷剂的流路，在各个流路之间配置有多个散热片，
所述热管的另一个端部与蒸发器的供给用头部的外表面接触，
所述热管的一个端部与各电池单元连接。
2.根据权利要求1所述的电池温度调节装置，其中，
所述热管的与所述受热板接触的接触部和与冷凝器以及/或者蒸发器接触的接触部为扁平状。
3.根据权利要求1或2所述的电池温度调节装置，其中，
所述导热件的另一个端部能相对于所述冷凝器的散热片以及/或者蒸发器进行装卸。
4.根据权利要求1所述的电池温度调节装置，其中，
所述散热片为波纹状散热片，所述波纹状散热片分别由隔板进行分隔，从而形成流路，
在所述电池中，所述电池单元间无间隙排列，并且所述电池与所述蒸发器分离。
CN201680004760.7A 2015-02-18 2016-02-18 电池温度调节装置以及电池温度调节系统 Active CN107112611B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015029932 2015-02-18
JP2015-029932 2015-02-18
PCT/JP2016/054633 WO2016133145A1 (ja) 2015-02-18 2016-02-18 バッテリ温調装置及びバッテリ温調システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107112611A CN107112611A (zh) 2017-08-29
CN107112611B true CN107112611B (zh) 2020-04-21

Family

ID=56692191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680004760.7A Active CN107112611B (zh) 2015-02-18 2016-02-18 电池温度调节装置以及电池温度调节系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10525786B2 (zh)
JP (1) JP6754352B2 (zh)
CN (1) CN107112611B (zh)
WO (1) WO2016133145A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6638169B2 (ja) * 2016-07-19 2020-01-29 本田技研工業株式会社 車両用空調装置
JP2019196839A (ja) * 2016-09-09 2019-11-14 株式会社デンソー 機器温調装置
JP2018088305A (ja) * 2016-11-28 2018-06-07 昭和電工株式会社 冷却装置
PL3550663T3 (pl) * 2016-12-02 2022-07-11 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Bezzałogowy statek powietrzny, moduł akumulatora oraz sposób sterowania ładowaniem
JP2018181761A (ja) * 2017-04-20 2018-11-15 株式会社フジクラ 車載バッテリ冷却構造
US10847851B2 (en) 2017-10-12 2020-11-24 Hanon Systems Battery thermal management system for hybrid and full electric vehicles using heat capacitor
CN109962320A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 青岛市比亚迪汽车有限公司 一种动力电池加热系统及其控制方法
JP7099144B2 (ja) * 2018-07-31 2022-07-12 株式会社デンソー サーモサイフォン式温調装置
JP2020046102A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 シャープ株式会社 空気調和機
CN111376692B (zh) * 2018-12-29 2022-06-07 宇通客车股份有限公司 一种车辆、多支路温度调节液冷电源系统及其控制方法
KR102083611B1 (ko) * 2019-04-25 2020-03-02 엘지이노텍 주식회사 열변환장치
US20210257686A1 (en) * 2020-02-17 2021-08-19 Baidu Usa Llc Battery cell holder structure with heat transfer assembly
CN112701377B (zh) * 2020-12-26 2023-08-15 北京蓄力赛新能源科技有限公司 一种具有防自燃结构的新能源电池
CN113113696A (zh) * 2021-04-12 2021-07-13 上海工程技术大学 一种电池热管理系统
CN115406275A (zh) * 2022-07-28 2022-11-29 西安空间无线电技术研究所 一种可控快速响应相变储热系统、加工方法及传热方法
CN117650312B (zh) * 2024-01-30 2024-04-26 深圳市科瑞隆科技有限公司 一种耐高温的聚合物锂电池组

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102301523A (zh) * 2008-11-28 2011-12-28 罗伯特·博世有限公司 电池模块
CN102549348A (zh) * 2010-07-07 2012-07-04 松下电器产业株式会社 储热水式供热水系统及其运转方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11204151A (ja) 1998-01-08 1999-07-30 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ冷却装置
JP2007255857A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Calsonic Kansei Corp エバポレータ
JP2008055990A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Calsonic Kansei Corp 車両用バッテリ冷却システム
DE102007010750B3 (de) * 2007-02-27 2008-09-04 Daimler Ag Elektrochemische Einzelzelle für eine Batterie, Verwendung einer Einzelzelle und Verwendung einer Batterie
JP2010132098A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 Calsonic Kansei Corp 冷却連結装置
US8329325B2 (en) * 2010-02-18 2012-12-11 Denso International America, Inc. Battery cooling with mist evaporation and condensation
US8785024B2 (en) * 2010-02-23 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Combination of heat pipe and louvered fins for air-cooling of Li-Ion battery cell and pack
JP2013062023A (ja) * 2010-02-23 2013-04-04 Bosch Corp バッテリパック
JP5766993B2 (ja) 2010-11-25 2015-08-19 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ 車両用マルチ冷却装置
US8646177B2 (en) 2010-12-07 2014-02-11 General Electric Company Method and apparatus for mounting a rotor blade on a wind turbine
JP5983534B2 (ja) * 2013-05-22 2016-08-31 株式会社デンソー 電池温調システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102301523A (zh) * 2008-11-28 2011-12-28 罗伯特·博世有限公司 电池模块
CN102549348A (zh) * 2010-07-07 2012-07-04 松下电器产业株式会社 储热水式供热水系统及其运转方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107112611A (zh) 2017-08-29
JPWO2016133145A1 (ja) 2017-11-30
WO2016133145A1 (ja) 2016-08-25
US10525786B2 (en) 2020-01-07
US20170341483A1 (en) 2017-11-30
JP6754352B2 (ja) 2020-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107112611B (zh) 电池温度调节装置以及电池温度调节系统
JP5757502B2 (ja) バッテリ温度調節ユニット及びバッテリ温度調節装置
US20110318626A1 (en) Battery module
US8869543B2 (en) Cooling assembly for cooling a thermal body for an aircraft
US20150219367A1 (en) Thermoelectric heat exchanger capable of providing two different discharge temperatures
KR20190044180A (ko) 차량용 배터리 냉각 장치
US10449826B2 (en) Device for controlling the temperature of a battery and of a vehicle interior, method for conditioning the temperature of a battery and of a vehicle interior with such a device for controlling temperature, and use of such a device for controlling temperature
JPWO2018047539A1 (ja) 機器温調装置
JP2010157502A (ja) 車両バッテリの温度調節のための熱交換器
WO2019039188A1 (ja) 電池温調装置および外部熱源供給装置
EP2808639A1 (en) Heat transport apparatus
EP2518424B1 (en) Thermoelectric heat exchanger capable of providing two different discharge temperatures
EP2884577A1 (en) Temperature adjustment device and battery equipped with same
EP3392956A1 (en) Cooling system comprising two heatpipes connected connected in series
WO2020158180A1 (ja) 機器温調装置
WO2019039187A1 (ja) 電池温調装置
CN109891732B (zh) 热电发电系统
EP3392955A1 (en) Cooling system including heat pipes
WO2019123881A1 (ja) 機器温調装置
JP2019113301A (ja) 機器温調装置
WO2019093230A1 (ja) 機器温調装置
WO2019054076A1 (ja) 機器温調装置
US20120240598A1 (en) Heat pump system
JP3941488B2 (ja) 冷却装置
JP2021027245A (ja) 冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant