CN111276770B - 用于车载电池的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车载电池的冷却系统。判定在单体电池的堆叠方向上的加速度的绝对值|a_sd|是否等于或大于阈值THa(步骤(S10))。如果步骤(S10)的判定结果是肯定的，则判定绝对值|a_sd|等于或大于阈值THa的情况是否持续(步骤(S12))。如果步骤(S12)的判定结果是肯定的，则关闭控制阀(步骤(S14))。

Description

用于车载电池的冷却系统

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2018年12月5日提交的日本专利申请No.2018-228203的优先权。该申请的全部内容在此以引用方式并入。

技术领域

本公开涉及一种用于冷却安装在车辆上的电池的系统。

背景技术

JP 2015-230797 A公开了一种用于安装在车辆上的电池的冷却系统。常规的冷却系统包括热交换器、切换装置和控制器。切换装置在使冷却水在电池与热交换器之间循环的热交换状态与除去电池的周围的冷却水的保温状态之间进行切换。控制器基于电池的温度和外部空气的温度来控制开关装置。

发明内容

考虑一种冷却系统，其中，电池通过制冷剂的蒸发热而被冷却。蒸发热是当液体的制冷剂变成气态时，制冷剂从周围环境吸收的热。在该冷却系统中，液相制冷剂被供给到电池的周围。如果电池的周围的温度高于制冷剂的蒸发温度，则液相制冷剂变为气相制冷剂，由此冷却了电池。

在该冷却系统中，在电池的周围形成气相和液相之间的边界。但是，该边界易受车辆的加速和减速影响，并且还易受道路倾斜(即向上和向下的坡度)的影响。因此，根据车辆的行驶状态，一部分电池可能没有被充分冷却。特别地，如果电池由单体电池的堆叠体构成，则单体电池之间可能出现温度变化量。

本公开的一个目的是提供一种技术，该技术能够抑制包括在冷却系统的电池中的单体电池之间的温度变化量的出现，在该冷却系统中，电池被制冷剂的蒸发热冷却。

第一方面是一种用于车载电池的冷却系统。

该冷却系统包括电池、回路、第一热交换器、第二热交换器、控制阀、获取装置和控制器。

电池被安装在车辆上。

在回路中，制冷剂循环以通过与电池进行热交换而在液相和气相之间变化。

第一热交换器被设置在回路的中游。第一热交换器被构造成将制冷剂从气相改变为液相。

第二热交换器被设置在第一热交换器的下游。第二热交换器被构造成使用从第一热交换器流出的液相制冷剂与电池进行热交换。

控制阀被设置在第一热交换器和第二热交换器之间。控制阀被构造成控制从第一热交换器流入第二热交换器中的液相制冷剂的流量。

获取装置被构造成获取与作用在车辆上的力具有相关性的参数。

控制器被构造成调节控制阀的开度。

电池包括单体电池堆叠体。

第二热交换器包括用于单体电池的共同管道，所述共同管道在与所述单体电池的堆叠方向平行的方向上延伸并且被共同地设置于所述单体电池中。

控制器还被构造成：

基于所述参数，估计在堆叠方向上作用在流过用于单体电池的共同管道的液相制冷剂上的力的大小；并且

如果在堆叠方向上作用的力的大小大于或等于第一预设值，则调节开度以减小流量。

第二方面在第一方面中还具有以下特征。

控制器还被构造成：

判定在堆叠方向上作用的力的大小等于或大于第一预设值的第一状态是否持续了第一判定时段；并且

如果判定第一状态持续了第一判定时段，则调节开度以减小流量。

第三方面在第二方面中还具有以下特征。

控制器还被构造成：如果判定第一状态持续了第一判定时段，则调节开度以使流量为零。

第四方面在第一方面中还具有以下特征。

冷却系统还包括多个温度传感器。多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测电池中包括的至少两个单体电池的每个温度。

控制器还被构造成：

基于所述至少两个单体电池的温度，计算所述至少两个单体电池之间的第一温度变化量；

判定所述第一温度变化量是否大于或等于第一判定值；并且

如果判定第一温度变化量等于或大于第一判定值，则调节开度以增大流量。

第五方面在第一方面中还具有以下特征。

电池由并列设置的多个电池组成。

所述回路包括用于所述多个电池的共同管道，所述共同管道在多个电池的排列方向上延伸并且被共同地设置于所述多个电池中。

控制器还被构造成：

基于所述参数，估计在排列方向上作用于流过用于多个电池的共同管道的液相制冷剂上的力的大小；并且

如果在排列方向上作用的力的大小大于或等于第二预设值，则调节开度以减小流量。

第六方面在第五方面中还具有以下特征。

控制器还被构造成：

判定在排列方向上作用的力的大小等于或大于第二预设值的第二状态是否持续了第二判定时段；并且

如果判定第二状态持续了第二判定时段，则调节开度以减小流量。

第七方面在第六方面中还具有以下特征。

控制器还被构造成：如果判定第二状态持续了第二判定时段，则调节开度以使得流量为零。

第八方面在第五方面中还具有以下特征：

冷却系统还包括多个温度传感器。多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测多个电池的每个温度。

控制器还被构造成：

根据每个温度，计算多个电池之间的第二温度变化量；

判定第二温度变化量是否大于或等于第二判定值；并且

如果判定第二温度变化量等于或大于第二判定值，则调节开度以增大流量。

根据第一方面，当在堆叠方向上作用在单体电池上的力的大小等于或大于第一预设值时，调节控制阀的开度，使得从第一热交换器流入第二热交换器中的液相制冷剂的流量减少。在堆叠方向上作用的力的大小大于或等于第一预设值的事实意味着边界受行驶状态的影响。在这种情况下，如果调节控制阀的开度以减小液相制冷剂的流量，则可以防止单体电池之间出现温度变化量。

根据第二方面，如果判定第一状态持续了第一判定时段，则调节控制阀的开度以减小从第一热交换器流入第二热交换器中的液相制冷剂的流量。第一状态是在堆叠方向上作用的力的大小大于或等于第一预设值的状态。因此，第一状态持续了第一判定时段的事实意味着边界受行驶状态的影响很大。在这种情况下，如果调节控制阀的开度以减小液相制冷剂的流量，则可以防止单体电池之间出现温度变化量。

根据第三方面，如果判定第一状态持续了第一判定时段，则调节控制阀的开度，使得液相制冷剂的流量为零。因此，可以令人满意地防止单体电池之间的温度变化量的出现。

根据第四方面，如果判定第一温度变化量等于或大于第一判定值，则调节控制阀的开度以便增加液相制冷剂的流量。第一温度变化量是至少两个单体电池之间在堆叠方向上的温度变化量。第一温度变化量大于或等于第一判定值的事实意味着尽管基于第一方面至第三方面中的任何一个调节了控制阀的开度，但是在单体电池之间已经出现了温度变化量。在这种情况下，如果调节控制阀的开度以增加液相制冷剂的流量，则可以减小当前出现的温度变化量。

根据第五方面，如果在排列方向上作用在多个电池上的力的大小大于或等于第二预设值，则调节控制阀的开度，使得从第一热交换器流入第二热交换器中的液相制冷剂减少。在排列方向上作用的力的大小大于或等于第二预设值的事实意味着边界受行驶状态的影响。在这种情况下，如果调节控制阀的开度以减小液相制冷剂的流量，则可以防止在多个电池之间出现温度变化量。

根据第六方面，如果判定第二状态持续了第二判定时段，则调节控制阀的开度以减小液相制冷剂的流量。第二状态是在排列方向上作用的力的大小大于或等于第二预设值的状态。因此，第二状态持续了第二判定时段这一事实意味着边界受行驶状态的影响很大。在这种情况下，如果调节控制阀的开度以减小液相制冷剂的流量，则可以防止在多个电池之间出现温度变化量。

根据第七方面，如果判定第二状态持续了第二判定时段，则调节控制阀的开度，使得液相制冷剂的流量为零。因此，可以令人满意地防止在多个电池之间出现温度变化量。

根据第八方面，如果判定第二温度变化量等于或大于第二判定值，则调节控制阀的开度以便增加液相制冷剂的流量。第二温度变化量是多个电池之间的温度变化量。第二温度变化量大于或等于第二判定值的事实意味着，尽管基于第五方面调节了控制阀的开度，但是在电池之间已经出现了温度变化量。在这种情况下，如果调节控制阀的开度以增加液相制冷剂的流量，则可以减小当前出现的温度变化量。

附图说明

图1是用于说明根据第一实施例的冷却系统的第一构造示例的图；

图2是用于说明根据第一实施例的冷却系统的第二构造示例的图；

图3是用于说明热交换部的构造和热交换部的原理的图；

图4是用于说明车辆加速期间的影响的图；

图5是用于说明车辆以向上的坡度行驶期间的影响的图；

图6是用于说明车辆减速期间的影响的图；

图7是用于说明车辆以向下的坡度行驶期间的影响的图；

图8是用于说明车辆转弯期间的影响的图；

图9是用于说明在具有横向坡度的道路中行驶时的影响的图；

图10是用于说明基于在第一实施例中的由惯性传感器检测出的值执行的控制阀处理流程的流程图；

图11是用于说明基于倾斜传感器检测到的值执行的控制阀处理流程的流程图；

图12是用于说明根据第二实施例的冷却系统的第一构造示例的图；

图13是用于说明根据第二实施例的冷却系统的第二构造示例的图；

图14是用于说明在第二实施例中的基于由惯性传感器检测出的值执行的控制阀处理流程的流程图；

图15是用于说明根据第三实施例的冷却系统的第一构造示例的图；

图16是用于说明在第三实施例中执行的冷却控制处理流程的流程图；并且

图17是用于说明根据第四实施例的冷却系统的第一构造示例的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本公开的实施例。应当注意，在各个附图中，相同的附图标记附于相同的元件，并且省略重复的描述。

1.第一实施例

首先，将参考图1至图11描述本公开的第一实施例。

1.1冷却系统的构造

根据第一实施例的冷却系统是用于冷却安装在车辆上的电池(即车载电池)的系统。车辆的示例包括电动车辆和插电式混合动力车辆。利用制冷剂的蒸发热来冷却电池。制冷剂具有在电池的工作温度区域蒸发的性质。

(i)第一构造示例

图1是根据第一实施例的冷却系统的第一构造示例的图。图1中所示的冷却系统1包括：电池10、热交换部20、制冷剂管30和制冷剂管32、冷却器40、控制阀42和控制器50。

电池10经由逆变器(未示出)向行驶用电机供电。电池10存储再生电力。电池10具有第一电池组12和第二电池组14。第一电池组12和第二电池组14中的每个电池组具有多个单体电池。第一电池组12和第二电池组14在与单体电池的堆叠方向SD垂直的方向上布置。

热交换部20被设置在第一电池组12和第二电池组14之间。热交换部20具有平行于堆叠方向SD延伸的两条管。在重力方向上位于下方的管道(即第一管道)的一端被连接至制冷剂管道30。在重力方向上位于上方的管道(即第二管道)的一端被连接至制冷剂管道32。稍后将描述包括这些管道的热交换部20的详细构造。

制冷剂管道30和制冷剂管道32构成制冷剂的回路。液相的制冷剂(液相制冷剂)流过制冷剂管道30。另一方面，气相的制冷剂(气相制冷剂)流过制冷剂管道32。热交换部20和冷却器40被设置在制冷剂管道30和制冷剂管道32之间的连接点处。

冷却器40是用于将从制冷剂管道32流出的气相的制冷剂与外部空气或冷却水进行热交换的热交换器。液相的制冷剂从冷却器40排出。从冷却器40排出的液相的制冷剂流入制冷剂管道30中。在制冷剂管道30中的冷却器40的下游设置有控制阀42。控制阀42调节流过制冷剂管道30的液相的制冷剂的流量。控制阀42的示例包括常闭电磁阀。

控制器50是包括CPU(中央控制单元)、存储器、输入/输出端口等的微型计算机。惯性传感器52、倾斜传感器54和电流传感器56被连接至控制器50的输入端口。惯性传感器52检测车辆在纵向和水平方向上的加速度。倾斜传感器54检测车辆的倾斜。电流传感器56检测电池10的充电电流和放电电流。控制阀42连接到控制器50的输出端口。

控制器50基于由电流传感器56检测到的值来判定电池10的状态。当控制器50判定电池10处于放电或充电状态下时，控制器50执行控制阀42被打开的阀控制。

箭头C1和C2代表冷却系统1中的制冷剂的流动方向。箭头C1中的每个箭头C1代表正常时间内制冷剂的流动方向。箭头C2中的每个箭头C2表示液相的制冷剂返回到制冷剂管道30的流动方向。如箭头C2所示，液相制冷剂中的制冷剂在冷却器40和控制阀42之间返回。通过提供这样的返回路径，防止了在流过热交换部20的过程中没有蒸发的制冷剂通过制冷剂管道32流入冷却器40。在该返回路径的中游，可以设置储罐以存储液相中的过量制冷剂。

(ii)第二构造示例

图2是用于说明根据第一实施例的冷却系统的第二构造示例的图。图2中所示的冷却系统2包括：电池10、热交换部20、制冷剂管道34和制冷剂管道36、控制阀42、压缩机44、冷凝器46和控制器50。

制冷剂管道34和制冷剂管道36构成制冷剂的回路。液相的制冷剂流过制冷剂管道34。另一方面，气相的制冷剂流过制冷剂管道36。热交换部20、压缩机44和冷凝器46被设置在制冷剂管道34和制冷剂管36道之间的连接点处。

像图1中所示的冷却器40一样，压缩机44和冷凝器46整体上作为一个热交换器工作。换句话说，压缩机44压缩气相的制冷剂。冷凝器46冷却从压缩机44流出的处于气液混合阶段的制冷剂。从压缩机44排出处于液相的制冷剂。

控制阀42和压缩机44被连接至控制器50的输出端口。当控制器50判定电池10处于放电或充电状态下时，控制器50执行控制阀42被打开的阀控制。当控制器50判定电池10处于放电或充电状态下时，控制器50驱动压缩机44的发动机。

1.2换热部的构造和冷却原理

图3是用于说明热交换部20的构造的图。如图3中所示，热交换部20具有第一管道22和第二管道24。第一管道22和第二管道24在与堆叠方向SD平行的方向上延伸。第一管道22被设置在重力方向上的下方。第二管道24被设置在重力方向上的上方。热交换部20还具有连接第一管道22和第二管道24的多个第三管道26。第三管道26中的每一个第三管道26个竖直延伸。

第一管道22的上游端22a被连接至上述制冷剂管道30或制冷剂管道34。因此，液相制冷剂从上游端22a流入第一管道22中。来自上游端22a的液相制冷剂通过第一管道22流到下游端22b。下游端22b经由上述返回路径被连接至制冷剂管道30或制冷剂管道34。流过第一管道22的一部分液相制冷剂流入第三管道26中。在第三管道26的中游形成有液相和气相之间的边界BS。

液相制冷剂通过在放电或充电状态下从电池10接收热而蒸发。结果，电池10被冷却。蒸发的制冷剂流过第三管道26并且进入第二管道24。第二管道24的下游端24b被连接至上述制冷剂管道32或制冷剂管道36。第二管道24的上游端24a经由上述返回路径被连接至制冷剂管道30或制冷剂管道34。

1.3阀控制

在阀控制中，当判定电池10处于放电或充电状态下时，控制阀42被完全打开。根据阀控制，向热交换部20连续地供给液相制冷剂。因此，液相制冷剂在热交换部20中连续发生蒸发，并且电池10的温度保持在较低温度。

(i)问题

然而，如上所述，边界BS容易受到车辆的加速或减速的影响，并且容易受到道路倾斜的影响。图4至图9是用于说明这些影响的图。

图4是用于说明车辆加速时的影响的图。在图4中所示的示例中，堆叠方向SD与车辆M1的纵向一致。车辆M1在平坦道路上以加速度a1(注意，a1＞0)加速。在这样的加速期间，惯性力Fi作用在车辆M1上。惯性力Fi作用在与车辆M1的行驶方向相反的方向上。惯性力Fi还作用在流过第一管道22的液相制冷剂上。因此，边界BS倾斜以从车辆M1的前侧向后侧升高。

当边界BS如刚刚描述的那样倾斜时，在前侧上蒸发的液相制冷剂的量相对减少。当车辆M1在向上的坡度行驶时，也会发生该问题。图5是用于说明在向上的坡度中车辆行驶期间的影响的图。在图5中所示的示例中，车辆M1以具有纵向坡度α(注意，加速度a1＝0)的向上的坡度行驶。在这样的向上的坡度行驶中，重力在斜坡方向上的分力Fg作用在车辆M1上。分力Fg还作用在流过第一管道22的液相制冷剂上。因此，边界BS倾斜以从前侧向后侧升高。

图6是用于说明车辆减速期间的影响的图。在图6中所示的示例中，车辆M1在平坦道路上减速(注意，加速度a1＜0)。在这种减速期间，惯性力Fi作用在车辆M1上。惯性力Fi在与行进方向相同的方向上作用。惯性力Fi还作用在流过第一管道22的液相制冷剂上。因此，边界BS倾斜以从后侧朝着前侧升高。

当边界BS如刚刚描述的那样倾斜时，在后侧上蒸发的液相制冷剂的量相对减少。当车辆M1在向下的坡度行驶时，也会发生该问题。图7是用于说明在向下的坡度的车辆行驶时的影响的图。在图7中所示的示例中，车辆M1以具有纵向坡度β的向下的坡度(注意，加速度a1＝0)行驶。在这样的向下的坡度行驶中，重力在斜坡方向上的分力Fg作用在车辆M1上。分力Fg还作用在流过第一管道22的液相制冷剂上。因此，边界BS倾斜以从后侧向前侧升高。

图8是用于说明车辆转弯期间的影响的图。在图8中所示的示例中，堆叠方向SD与车辆M2的水平方向一致。车辆M2在向左方向上转弯(注意，加速度a2＝0)。在这种车辆转弯期间，惯性力(即离心力)Fi作用在车辆M2上。惯性力的作用方向与转弯方向相反。惯性力Fi还作用于流过第一管道22的液相制冷剂。因此，边界BS倾斜以从车辆M2的左侧向右侧升高。

当边界BS如刚刚描述的那样倾斜时，要蒸发的液相制冷剂的量在车辆M2的左侧减少。当车辆M2在具有横向坡度的道路上行驶时，也会发生该问题。图9是用于说明在具有横向坡度的道路上行驶时的影响的图。在图9中所示的示例中，车辆M2以具有横向坡度γ(注意，加速度a2＝0)的直线负载行驶。在刚刚描述的这种行驶过程中，重力在斜坡方向上的分力Fg作用在车辆M2上。分力Fg还作用在流过第一管道22的液相制冷剂上。因此，边界BS倾斜以从左侧向右侧升高。

(ii)阀控制处理

上述问题归因于在堆叠方向SD上作用在流过第一管道22的液相制冷剂上的力。当力在堆叠方向SD上继续作用时，在单体电池之间出现温度变化量，这导致电池的部分劣化。因此，在第一实施例的阀控制中，基于由惯性传感器52和倾斜传感器54检测到的值来控制控制阀42。

(iii)第一处理示例

图10是用于说明基于惯性传感器52的检测到的值执行的阀控制处理流程的流程图。当电池10处于放电或充电状态下时，以预定的控制周期重复执行图10中所示的例程。

在图10中所示的例程中，首先，判定在堆叠方向SD上的加速度的绝对值|a_sd|是否等于或大于阈值THa(步骤S10)。如果步骤S10中的判定结果是否定的，则阀控制处理终止。

如果步骤S10中的判定结果是肯定的，则判定绝对值|a_sd|等于或大于阈值THa的情况是否持续(步骤S12)。在步骤S12的处理中，在判定时段JT1内反复执行步骤S10的判定处理。如果步骤S12的判定结果是否定的，则即使作用在堆叠方向SD上惯性力，也可以判定对边界BS的影响在允许范围内。因此，阀控制处理终止。

如果步骤S12中的判定结果是肯定的，则控制阀42关闭(步骤S14)。当控制阀42关闭时，停止向第一管道22供给新的液相制冷剂。

(iv)第二处理例

图11是用于说明基于倾斜传感器54的检测到的值执行的阀控制处理流程的流程图。当电池10处于放电或充电状态下时，以预定周期重复执行图11中所示的处理。

在图11中所示的例程中，首先判定在堆叠方向SD上的梯度i_sd是否等于或大于阈值THi(步骤S20)。梯度i_sd是上述的纵向坡度或横向坡度。如果步骤S20中的判定结果是否定的，则阀控制处理终止。

如果步骤S20中的判定结果是肯定的，则判定梯度i_sd等于或大于阈值THi的情况是否持续(步骤S22)。在步骤S22的处理中，在判定时段JT2上重复执行步骤S20的判定处理。如果步骤S22的判定结果是否定的，则即使作用在堆叠方向SD上的重力分力，也可以判定对边界BS的影响在允许范围内。因此，阀控制处理终止。

如果步骤S22中的判定结果是肯定的，则控制阀42关闭(步骤S24)。在步骤S24中执行的处理与在图10中所示的步骤S14中执行的处理相同。

1.4有利效果

根据在第一实施例中执行的阀控制处理，当判定对边界BS的影响超出允许范围时，关闭控制阀42。因此，可以防止单体电池之间的温度变化量的出现。

1.5第一实施例与各方面之间的对应关系

在第一实施例中，冷却器40或压缩机44和冷凝器46的组合对应于第一方面中的“第一热交换器”。热交换部20对应于在第一方面中的“第二热交换器”。第一管道22对应于第一方面中的“用于单体电池的共同管道”。绝对值|a_sd|等于或大于阈值THa或者梯度i_sd等于或大于阈值THi的状态对应于第一方面中的“第一状态”。

2.第二实施例

接着，将参照图12至图14描述本公开的第二实施例。注意，适当地省略与第一实施例中重复的描述。

2.1冷却系统的构造

(i)第一构造示例

图12是用于说明根据第二实施例的冷却系统的第一构造示例的图。图12中所示的冷却系统3包括：电池10和电池60、热交换部20和热交换部70、制冷剂管道30和制冷剂管道32、冷却器40、控制阀42和控制器50。换句话说，除了参照图1描述的冷却系统1的构造之外，冷却系统3的构造还包括电池60和热交换部70。

电池60具有第三电池组62和第四电池组64。电池60的构造与电池10的构造相同。电池10和电池60的排列方向AD垂直于堆叠方向SD。

热交换部70被设置在第三电池组62和第四电池组64之间。热交换部70的构造与热交换部20的构造相同。

电流传感器56检测电池10(或电池60)的充电电流和放电电流。控制器50基于由电流传感器56检测到的值来判定电池10和电池60的各自的状态。当控制器50判定电池10或电池60处于放电或充电状态下时，控制器50执行控制阀42被打开的阀控制。

(ii)第二构造示例

图13是用于说明根据第二实施例的冷却系统的第二构造示例的图。图13中所示的冷却系统4包括电池10和电池60、热交换部20和热交换部70、制冷剂管道34和制冷剂管道36、控制阀42、压缩机44、冷凝器46和控制器50。换句话说，除了参照图2描述的冷却系统2的构造之外，冷却系统4的构造还包括电池60和热交换部70。

电流传感器56检测电池10(或电池60)的充电电流和放电电流。控制器50基于由电流传感器56检测到的值来判定电池10和电池60的各自的状态。当控制器50判定电池10或电池60处于放电或充电状态下时，控制器50执行控制阀42被打开的阀控制。当控制器50判定电池10或电池60处于放电或充电状态下时，控制器50驱动压缩机44的发动机。

2.3阀控制

(i)问题

如果并列设置电池10和电池60，则在排列方向AD上也会出现由于上述边界BS的倾斜而引起的问题。换句话说，如果沿排列方向AD的力持续作用在流过第一管道22的液相制冷剂上，则电池之间的温度变化量会导致其中一个电池劣化的问题。

(ii)阀控制处理

因此，在第二实施例的阀控制中，将第一实施例的阀控制应用于排列方向AD。图14是用于说明基于惯性传感器52的检测到的值执行的阀控制处理流程的流程图。当电池10和电池60处于放电或充电状态下时，以预定的控制周期重复执行图14的处理。

在图14中所示的例程中，首先，判定在排列方向AD上的加速度的绝对值|a_ad|等于或大于阈值THa(步骤S30)。如果步骤S30中的判定结果是否定的，则阀控制处理终止。

如果步骤S30中的判定结果是肯定的，则判定绝对值|a_ad|等于或大于阈值THa状态是否持续(步骤S32)。在步骤S32的处理中，在判定时段JT1内反复执行步骤S30的判定处理。如果步骤S32的判定结果是否定的，则即使作用在排列方向AD上的惯性力，也可以判定对边界BS的影响在可接受的范围内。因此，阀控制处理终止。

如果步骤S32中的判定结果是肯定的，则控制阀42关闭(步骤S34)。在步骤S34中执行的处理与在图10中所示的步骤S14中执行的处理相同。

基于倾斜传感器54的检测到的值执行的阀控制处理流程基本上与图12中描述的相同。即，如果图12中的步骤S20和步骤S22的梯度i_sd被排列方向AD上的梯度i_ad代替，则将描述基于倾斜传感器54的检测到的值执行阀控制处理流程。梯度i_ad是上述的纵向坡度或横向坡度。

2.4有利效果

根据在第二实施例中执行的阀控制处理，可以防止在电池10和电池60并列设置的系统中出现电池之间的温度变化量。

2.5第二实施例与方面之间的对应关系

绝对值|a_ad|等于或大于阈值THa的状态或者梯度i_ad等于或大于阈值THi的状态对应于第四方面中的“第二状态”。

3.第三实施例

接着，将参考图15和图16描述本公开的第三实施例。注意，适当地省略与第一实施例重复的描述。

3.1冷却系统的构造

(i)第一构造示例

图15是用于说明根据第三实施例的冷却系统的第一构造示例的图。图15中所示的冷却系统5包括电池10、热交换部20、制冷剂管道30和制冷剂管道32、冷却器40、控制阀42、泵48和控制器50。换句话说，除了参照图1描述的冷却系统1的构造之外，冷却系统5的构造还包括泵48。泵48将制冷剂抽入泵48。

惯性传感器52、倾斜传感器54、电流传感器56和温度传感器58被连接到控制器50的输入端口。换句话说，除了参照图1描述的冷却系统1的构造之外，冷却系统5的构造还包括温度传感器58。温度传感器58中的每个温度传感器检测单体电池的每个温度。温度传感器58在堆叠方向SD上至少被布置两个点处。控制阀42和泵48被连接至控制器50的输出端口。

(ii)第二构造示例

除了参照图2描述的冷却系统2的构造之外，根据第三实施例的冷却系统的第二构造示例还包括泵48和温度传感器58。泵48和温度传感器58的布置点与参照图15描述的第一构造示例中的布置点相同。

3.2冷却控制

在第三实施例中，除了在第一实施例中描述的阀控制之外，还执行泵48的驱动控制。图16是用于说明在第三实施例中执行的冷却控制处理流程的流程图。当电池10和电池60处于放电或充电状态下时，以预定的控制周期重复执行图16的处理。

在图16中所示的例程中，首先，计算温度变化量TVA_sd(步骤S40)。温度变化量TVA_sd是单体电池之间在堆叠方向SD上的温度变化量。基于温度传感器58的检测到的值来计算温度变化量TVA_sd。

在步骤S40之后，判定温度变化量TVA_sd是否小于阈值THva(步骤S42)。当步骤S42的判定结果是肯定时，执行步骤S10至步骤S14的处理。参照图10描述在步骤S10至步骤S14中执行的处理。代替从步骤S10至步骤S14进行的处理，可以执行参照图11描述的从步骤S20至步骤S24的处理。

如果步骤S42中的判定结果是否定的，则驱动泵48(步骤S44)。当驱动泵48时，流过制冷剂管道30的液相制冷剂的量增加。当液相制冷剂的量增加时，流入热交换部20的制冷剂的量也增加。然后，热交换部20中的热交换速度增加，由此整个电池10被冷却。

通过制冷剂的蒸发而冷却的电池10的温度收敛至恒定的较低温度。因此，当整个电池10被冷却时，温度变化量TVA_sd减小。

3.3有利效果

根据第三实施例，当温度变化量TVA_sd等于或大于阈值THva时，流入热交换部20中的制冷剂的量增加。因此，尽管执行第一实施例的阀控制，即使出现温度变化量TVA_sd，仍可以减小温度变化量TVA_sd。

3.4第三实施例与方面之间的对应关系

在第三实施例中，温度变化量TVA_sd对应于第三方面中的“第一温度变化量”。阈值THva对应于第三方面中的“第一判定值”。

4.第四实施例

接着，将参考图17描述本公开的第四实施例。注意，适当地省略与第一至第三实施例中的描述重复的描述。

4.1冷却系统的构造

(i)第一构造示例

图17是用于说明根据第四实施例的冷却系统的第一构造示例的图。图17中所示的冷却系统6包括电池10和电池60、热交换部20和热交换部70、制冷剂管道30和制冷剂管道32、冷却器40、控制阀42、泵48和控制器50。即除了参照图12描述的冷却系统3的构造以外，冷却系统6的构造还包括泵48。

惯性传感器52、倾斜传感器54、电流传感器56和温度传感器58被连接到控制器50的输入端口。即，除了参照图12描述的冷却系统3的构造以外，冷却系统6的构造还包括温度传感器58。温度传感器58检测电池10和电池60的温度。例如，温度传感器58被布置在每个堆叠方向SD上的三个点处。控制阀和泵48被连接到控制器50的输出端口。

(ii)第二构造示例

根据第四实施例的冷却系统的第二构造示例除了参照图13的冷却系统4的构造之外，还包括泵48和温度传感器58。泵48和温度传感器58的布置点与参照图17描述的第一构造示例中的布置点相同。

4.2冷却控制

在第四实施例中，执行与第三实施例相同的冷却控制。将参考图16描述冷却控制处理流程。即，如果图16中的步骤S40和步骤S42的温度变化量TVA_sd被温度变化量TVA_ad代替，则将描述冷却控制处理流程。温度变化量TVA_ad是电池之间在排列方向AD上的温度变化量。

4.3有利效果

根据第四实施例，当温度变化量TVA_ad等于或大于阈值THva时，流入热交换部20的制冷剂的量增加。因此，尽管执行第二实施例的阀控制，即使出现温度变化量TVA_ad，仍可以减小温度变化量TVA_ad。

4.4第四实施例与方面之间的对应关系

在上述第四实施例中，温度变化量TVA_ad对应于第六方面中的“第二温度变化量”。阈值THva对应于第六方面中的“第二判定值”。

5.其他实施例

在第一和第二实施例中，如果判定对边界BS的影响超出允许范围，则关闭控制阀42。然而，代替关闭控制阀42，可以减小控制阀42的开度。当控制阀42的开度减小时，流入热交换部20中的制冷剂的量减少。因此，可以防止单体电池之间的温度变化量的出现。

在第一实施例中，如果图10中的步骤S10和步骤S12的判定结果是肯定的，则控制阀42被关闭。可替代地，如果在图11中的步骤S20和步骤S22的判定结果是肯定的，则控制阀42被关闭。在第二实施例中，如果图14中的步骤S30和步骤S32的判定结果是肯定的，则控制阀42被关闭。但是，如果仅步骤S10、步骤S20或步骤S30的判定结果是肯定的，则控制阀42可以被关闭。换句话说，可以省略步骤S12、步骤S22或步骤S32中的处理的执行。

在第一至第四实施例中，基于倾斜传感器54的检测到的值获得道路的梯度。然而，如果地图信息和关于实际位置的信息可用于控制器50，则可以基于该信息获得梯度。地图信息例如是从汽车导航系统的地图数据库获得的。关于实际位置的信息例如是从GPS(全球定位系统)接收器获得的。

Claims (11)

1.一种用于车载电池的冷却系统，包括：

电池，所述电池被安装在车辆上；

回路，制冷剂在所述回路中循环以通过与所述电池进行热交换而在液相和气相之间变化；

第一热交换器，所述第一热交换器被设置在所述回路的中游，并且被构造成将制冷剂从气相改变为液相；

第二热交换器，所述第二热交换器被设置在所述第一热交换器的下游，并且被构造成利用从所述第一热交换器流出的液相制冷剂与所述电池进行热交换；

控制阀，所述控制阀被设置在所述第一热交换器和所述第二热交换器之间，并且被构造成控制从所述第一热交换器流入所述第二热交换器中的液相制冷剂的流量；

获取装置，所述获取装置被构造成获取与作用在所述车辆上的力具有相关性的参数；以及

控制器，所述控制器被构造成调节所述控制阀的开度，

其中：

所述电池包括单体电池堆叠体；

所述第二热交换器包括用于所述单体电池的共同管道，所述共同管道在与所述单体电池的堆叠方向平行的方向上延伸并且被共同地设置于所述单体电池中；并且

所述控制器还被构造成：

基于所述参数，估计在所述堆叠方向上作用在流过用于所述单体电池的所述共同管道的液相制冷剂上的力的大小；并且

如果在所述堆叠方向上作用的所述力的大小大于或等于第一预设值，则调节所述开度以减小所述流量，

其中，所述控制器还被构造成：

判定在所述堆叠方向上作用的所述力的大小等于或大于所述第一预设值的第一状态是否持续了第一判定时段；并且

如果判定所述第一状态持续了所述第一判定时段，则调节所述开度以减小所述流量。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，

其中，所述控制器还被构造成：如果判定所述第一状态持续了所述第一判定时段，则调节所述开度以使得所述流量为零。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的冷却系统，还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测在所述电池中包括的至少两个单体电池中的每个单体电池的温度，

其中，所述控制器还被构造成：

基于所述至少两个单体电池中的每个单体电池的温度，计算所述至少两个单体电池之间的第一温度变化量；

判定所述第一温度变化量是否大于或等于第一判定值；并且

如果判定所述第一温度变化量等于或大于所述第一判定值，则调节所述开度以增大所述流量。

4.根据权利要求1至2中的任一项所述的冷却系统，其中：

所述电池由并列设置的多个电池组成；

所述回路包括用于所述多个电池的共同管道，所述共同管道在所述多个电池的排列方向上延伸并且被共同地设置于所述多个电池中；并且

所述控制器还被构造成：

基于所述参数，估计在所述排列方向上作用在流过用于所述多个电池的所述共同管道的液相制冷剂上的力的大小；并且

如果在所述排列方向上作用的所述力的大小大于或等于第二预设值，则调节所述开度以减小所述流量。

5.根据权利要求3所述的冷却系统，其中：

所述电池由并列设置的多个电池组成；

所述回路包括用于所述多个电池的共同管道，所述共同管道在所述多个电池的排列方向上延伸并且被共同地设置于所述多个电池中；并且

所述控制器还被构造成：

基于所述参数，估计在所述排列方向上作用在流过用于所述多个电池的所述共同管道的液相制冷剂上的力的大小；并且

如果在所述排列方向上作用的所述力的大小大于或等于第二预设值，则调节所述开度以减小所述流量。

6.根据权利要求4所述的冷却系统，

其中，所述控制器还被构造成：

判定在所述排列方向上作用的所述力的大小等于或大于所述第二预设值的第二状态是否持续了第二判定时段；并且

如果判定所述第二状态持续了所述第二判定时段，则调节所述开度以减小所述流量。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，

其中，所述控制器还被构造成：如果判定所述第二状态持续了所述第二判定时段，则调节所述开度以使得所述流量为零。

8.根据权利要求4所述的冷却系统，还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测所述多个电池中的每个电池的温度，

其中，所述控制器还被构造成：

基于所述多个电池中的每个电池的温度，计算所述多个电池之间的第二温度变化量；

判定所述第二温度变化量是否大于或等于第二判定值；并且

如果判定所述第二温度变化量等于或大于所述第二判定值，则调节所述开度以增大所述流量。

9.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测所述多个电池中的每个电池的温度，

其中，所述控制器还被构造成：

基于所述多个电池中的每个电池的温度，计算所述多个电池之间的第二温度变化量；

判定所述第二温度变化量是否大于或等于第二判定值；并且

如果判定所述第二温度变化量等于或大于所述第二判定值，则调节所述开度以增大所述流量。

10.根据权利要求6所述的冷却系统，还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测所述多个电池中的每个电池的温度，

其中，所述控制器还被构造成：

基于所述多个电池中的每个电池的温度，计算所述多个电池之间的第二温度变化量；

判定所述第二温度变化量是否大于或等于第二判定值；并且

如果判定所述第二温度变化量等于或大于所述第二判定值，则调节所述开度以增大所述流量。

11.根据权利要求7所述的冷却系统，还包括多个温度传感器，所述多个温度传感器中的每个温度传感器被构造成检测所述多个电池中的每个电池的温度，

其中，所述控制器还被构造成：

基于所述多个电池中的每个电池的温度，计算所述多个电池之间的第二温度变化量；

判定所述第二温度变化量是否大于或等于第二判定值；并且

如果判定所述第二温度变化量等于或大于所述第二判定值，则调节所述开度以增大所述流量。

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