CN111731153A - 车辆用电池冷却系统 - Google Patents

车辆用电池冷却系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111731153A
CN111731153A CN201911307213.8A CN201911307213A CN111731153A CN 111731153 A CN111731153 A CN 111731153A CN 201911307213 A CN201911307213 A CN 201911307213A CN 111731153 A CN111731153 A CN 111731153A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
temperature
vehicle
cooling
air
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.)
Granted
Application number
CN201911307213.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111731153B (zh
Inventor
黑沼邦彦
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.)
Subaru Corp
Original Assignee
Subaru Corp
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 Subaru Corp filed Critical Subaru Corp
Publication of CN111731153A publication Critical patent/CN111731153A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111731153B publication Critical patent/CN111731153B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • 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
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring 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
    • H01M10/61—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
    • H01M10/62—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
    • H01M10/63—Control systems
    • 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
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • 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
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient 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
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/637—Control systems characterised by the use of reversible temperature-sensitive devices, e.g. NTC, PTC or bimetal devices; characterised by control of the internal current flowing through the cells, e.g. by switching
    • 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
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel 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
    • H01M10/66—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
    • B60H2001/003—Component temperature regulation using an air flow
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及车辆用电池冷却系统，提供一种能够在降低冷却风扇的驱动频率的同时提高电池的冷却性能的车辆用电池冷却系统。车辆用电池冷却系统(10)能够通过冷却风扇向电池室(25)供给车室(30)内的空气来冷却电池(20)。系统包括：电池温度传感器(53)；车室温度传感器(52)；连通车室、电池室和车外的排出路径(44)；能够使空气在车室和电池室循环的循环路径(46)；进行这些路径的切换的切换单元(48)；使切换单元工作的ECU(58)。ECU(58)在车室满足规定的加压条件、电池的温度处于规定的低冷却范围内且电池的温度高于车室内的温度时选择排出路径，在电池的温度低于车室内的温度时选择循环路径。

Description

车辆用电池冷却系统
技术领域
本发明涉及车辆用电池冷却系统，尤其涉及冷却搭载在电动汽车等车辆中的作为驱动源的电池的车辆用电池冷却系统。
背景技术
在电动汽车和混合动力汽车等车辆中，搭载有电池作为驱动源。众所周知，该电池由于温度上升过度而发生性能下降或寿命下降，因此冷却系统会使用冷却风扇，将由空调装置调节后的车室内的空气导入到电池室，对电池进行冷却。
例如，专利文献1记载了一种车辆用电池冷却系统，包括：作为驱动源的电池；检测该电池的温度的电池温度传感器；将车室内的空气导入到收纳有电池的电池室的冷却风扇；对车室内进行空气调节的空调；连通电池室与车外的排出管道；以使通过了电池室的空气再次返回车室内的方式进行循环的循环管道。
在该冷却系统中，在电池室与排气管道以及循环管道之间，设置有调节各管道的开闭状态的切换风门，通过使该切换风门工作，能够选择以下模式：封闭排气管道，通过循环管道进行空气循环的循环模式；封闭循环管道，通过排气管道将空气向车外排出的排出模式；调节各管道的开度，以规定的比率进行空气的循环和排出的循环/排出模式。另外，冷却风扇根据电池温度传感器检测到的电池温度，切换为送风量多的高等级、送风量少的低等级、以及关闭状态中的任一种。
在该车辆用电池冷却系统中，通过在冷却风扇为关闭状态时设为循环模式，能够防止车室内的空气向车外排出而导致空调的效率降低。另外，当冷却风扇为低等级时，在空调为外部气体导入模式时设为排气模式，由此提高空调的外部气体导入效果，在不是外部气体导入模式时设为循环模式，由此，可以防止车室的内压降低导致空调的负荷增加，即，由于内压降低，外部气体进入车室内导致空调负荷增加。另外，在冷却风扇为高等级时，通过设为循环/排气模式，可以防止车室的内压降低导致空调的负荷增加，并且防止冷却风扇的送风量降低。
在具有这种冷却风扇的车辆用电池冷却系统中，能够使用车室内的空气来冷却电池，但在驱动冷却风扇时，存在驱动音被乘员识别为噪声，从而损害舒适度的问题。
作为降低冷却风扇产生的噪声的技术，专利文献2记载了根据车室内的噪声来调节冷却风扇的旋转速度的技术。在该技术的车辆用电池冷却系统中，控制冷却风扇的运行状态，例如，当车辆速度变高而车室内产生的行驶噪声较大时，提高冷却风扇的旋转速度；当车辆速度变低而行驶噪声变小时，降低冷却风扇的旋转速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-306722号公报
专利文献2：日本特开2004-48981号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献2记载的车辆用电池冷却系统中，通过使冷却风扇的驱动噪音混入车辆的行驶噪声等中，能够降低乘员的体感噪音。
但是，根据车辆的行驶状态，会产生在电池变为高温之前冷却风扇不被驱动，在此期间电池未得到冷却的状况。如果电池变成高温，则会长时间驱动冷却风扇，直至冷却至所期望的温度，结果，存在冷却风扇引起的噪音产生时间变长的问题。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种车辆用电池冷却系统，能够在降低冷却风扇的驱动频率的同时提高电池的冷却性能。
解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的车辆用电池冷却系统能够通过冷却风扇向收纳有成为车辆驱动源的电池的电池室供给车室内的空气来冷却所述电池，其特征在于，所述车辆用电池冷却系统包括：电池温度传感器，其检测所述电池的温度；车室温度传感器，其检测所述车室内的温度；排出路径，其连通所述车室、所述电池室和车外；循环路径，其能够使空气在所述车室与所述电池室之间循环；切换单元，其进行所述排出路径与所述循环路径的切换；以及控制部，当满足所述车室内的气压比车外高的规定的加压条件时，所述控制部根据所述电池温度传感器和所述车室温度传感器的检测结果，使所述切换单元工作并选择所述排出路径或所述循环路径，其中，当所述电池的温度在预设的低冷却范围内且比所述车室内的温度高时，该控制部选择所述排出路径；当所述电池的温度在所述低冷却范围内且比所述车室内的温度低时，该控制部选择所述循环路径。
通过该构成，在电池的温度为预设的低冷却范围内、即比较低的温度的状况下，当车室内处于气压比车外高的加压状态时，将电池的温度与车室内的温度进行比较，进行排出路径与循环路径的切换，由此能够使用车室内的空气冷却电池，而无需驱动冷却风扇。
即，当电池的温度高于车室内温度时，选择排出路径，由此能够将处于加压状态的车室内的空气通过电池室排出到车外，由此，能够在不驱动冷却风扇的情况下，利用温度比电池低的车室内的空气来冷却电池。另外，当电池的温度比车室内温度低时，选择循环路径，由此能够抑制车室内的温热空气流入电池室，从而抑制电池的温度上升。由此，能够在降低冷却风扇的驱动频率的同时提高电池的冷却性能。
另外，本发明的特征在于，在上述车辆用电池冷却系统中，所述规定的加压条件为以下条件：所述车辆的全部车窗和全部车门为关闭状态，对所述车室内进行空气调节的空调装置的风扇为打开状态，且该空调装置为外部气体导入模式。
通过该构成，能够适当判断车室内的加压状态，在选择了排出路径时，将车室内的空气向车外排出。
另外，本发明的特征在于，在上述车辆用电池冷却系统中，当满足所述规定的加压条件，且所述电池的温度为所述低冷却范围的上限值以上时，所述控制部选择所述循环路径并驱动所述冷却风扇。
通过该构成，当电池的温度成为低冷却范围的上限值以上的高温时，选择循环路径来驱动冷却风扇，由此能够减少冷却风扇的负荷。即，在驱动冷却风扇时，在排出路径中，通过空调装置的风道将从车外吸入车室内的空气向电池室供给，而在循环路径中，使空气在车室内与电池室之间循环，因此循环路径能够以较小的吸入力向电池室供给相同量的空气。因此，在通过冷却风扇向电池室供给大量空气时，通过选择循环路径，能够降低冷却风扇的转速而降低噪音。
另外，本发明的特征在于，在上述车辆用电池冷却系统中，作为所述低冷却范围的上限值的高阈值温度是根据以下信息确定的可变值：基于所述电池温度传感器的检测结果的电池温度的上升速度、以及存储在所述控制部中的表示高阈值温度与电池温度的上升速度的关系的图表信息。
通过该构成，能够根据电池温度的上升速度设定适当的高温阈值温度，因此能够有效地冷却电池，防止冷却风扇的驱动时间变长。
另外，本发明的特征在于，在上述车辆用电池冷却系统中，当所述电池的温度处于所述低冷却范围内时，所述控制部停止所述冷却风扇或者以预设的一定转速驱动所述冷却风扇；当所述电池的温度为所述低冷却范围的上限值以上时，所述控制部以高于所述一定转速的转速驱动所述冷却风扇。
通过该构成，当电池的温度处于低冷却范围内且为较低温度时，能够降低冷却风扇引起的噪音并冷却电池；当电池温度较高时，能够通过冷却风扇流通更多的空气，从而充分冷却电池。
发明效果
通过本发明的车辆用冷却系统，能够在降低冷却风扇的驱动频率的同时提高电池的冷却性能。
附图说明
图1是本发明一实施方式的车辆用冷却系统的概略说明图；
图2是车辆用冷却系统的控制机构的构成说明图；
图3是说明车辆用冷却系统的排出路径的示意性剖面图；
图4是说明车辆用冷却系统的循环路径的示意性剖面图；
图5是表示电池温度与电池的允许输出功率和允许输入功率的关系的图表；
图6是表示ECU进行的控制步骤的流程图；
图7是表示ECU进行的控制步骤的流程图；
图8是表示电池温度与冷却风扇的转速的关系的图表。
符号说明
10 车辆用电池冷却系统
12 车辆
14 车门
16 车窗
20 电池
22 冷却风扇
25 电池室
26 空调装置
27 送风机风扇
30 车室
44 排气管道
46 循环管道
48 切换阀
58 ECU
具体实施方式
图1是作为本发明一实施方式的车辆用冷却系统的概略说明图，图2是车辆用冷却系统的控制机构的说明图。本发明的车辆用冷却系统10应用于使用电池(battery)20作为驱动源的车辆12，例如电动汽车、混合动力汽车或插电式混合动力汽车等。另外，在图1中，用虚线表示车辆12的车门14和车窗16，用实线表示车室30内。
如图1所示，车辆用冷却系统10具有搭载在车辆12中的电池20、用于冷却电池20的冷却风扇22、进行车室30内空气调节的空调装置26。另外，车辆用冷却系统10具有：设置有空调装置26的空调管道40、连通车室30和收纳有电池20的电池室(battery室)25的冷却管道42、构成连通电池室25和车辆12外部的排出路径的排气管道44、构成以使从车室30导入到电池室25的空气再度回到车室30内的方式循环的循环路径的循环管道46。
在空调管道40，设置有与车辆12的外部连通的第一吸入口40a，以及与车室30内连通的第二吸入口40b。空调装置26具有设置在空调管道40内的切换风门(切替ダンパ)28，以及与切换风门28相比配置在车室30侧的作为送风单元的送风机风扇(空调装置的风扇)27，切换风门28切换空调管道40的第1吸入口40a和第2吸入口40b的开闭状态。送风机风扇27由未图示的送风机电动机驱动。
在送风机风扇27驱动的状态下，当切换风门28关闭第一吸入口40a而打开第二吸入口40b时，会变为内部气体循环模式，即车辆12的内部气体从第二吸入口40b导入到空调装置26的空调部，从空调装置26的吹出口向车室30内吹出。另一方面，在送风机风扇27驱动的状态下，当切换风门28打开第一吸入口40a而关闭第二吸入口40b时，会变为外部气体导入模式，即外部气体从第一吸入口40a吸入到空调管道40内并导入到空调部，从空调装置26的吹出口向车室30内吹出。
电池室25配置在车室30与车辆12后方的行李室32之间且在后部座椅19的附近，该后部座椅19配设在车室30内，在本实施方式中，电池室25配置在后部座椅19的下方。在排气管道44与循环管道46的连接部，设有用于切换排出路径和循环路径的切换阀(切换单元)48。
另外，如图2所示，车辆用冷却系统10具有：车门传感器51、车窗传感器52、电池温度传感器(電池温度センサ)53、车室温度传感器54、使切换阀48工作的致动器55、驱动冷却风扇22的风扇电动机56、作为控制部的ECU(电子控制单元)58。
车门传感器51检测设置在车辆12上的各车门14的开闭状态。另外，车门14不仅包括车辆12的侧门，还包括车辆12后部的后开门和后备箱门等后门。车窗传感器52检测设置在车辆12上的各车窗16的开闭状态。车门传感器51和车窗传感器52可以设置在进行各车门14、车窗16的开闭的车窗控制装置等中。
电池温度传感器53检测电池20的温度Tb(以下也称为电池温度Tb)，设置于电池20或电池室25，直接或间接检测电池20的温度。车室温度传感器54检测车室30内的温度Tr(以下也称为车室温度Tr)，可以设置在车室30、空调装置26、冷却管道42，或冷却风扇22与电池室25的电池20之间等。
ECU58例如具有CPU等信息处理单元、RAM和ROM等存储单元、输入输出接口等而构成，与各传感器51、52、53、54、致动器55、风扇电动机56和空调装置26可通信地连接。
图3和图4是说明车辆用冷却系统10的排出路径和循环路径的剖面图。车室30被形成地板面的底板34、形成侧壁的内饰板36、形成顶面的车顶饰板(省略图示)等分隔，在连接该车室30和电池室25的冷却管道42中配置有冷却风扇22。冷却风扇22由与ECU58连接的风扇电动机56驱动，向电池室25供给车室30内的空气。电池20由多个电池单元21构成。
排气管道44是将电池室25与形成在外板38上的开口部63连通的管道，该外板38形成车体后部侧面。在开口部63设置有通风格栅60，当车内侧的气压变高时，通风格栅60打开并向车辆12的外部排出空气。循环管道46是从电池室25向行李室32延伸的管道。
在本实施方式中，具有连通电池室25与行李室32的第一管道61，以及配置在第一管道61与开口部63之间的第二管道62。第二管道62在一端侧具有通过切换阀48与第一管道61连通的第一开口62a，以及与行李室32连通的第二开口62b，另一端与开口部63连接。在第二开口62b设有单向阀64，该单向阀64允许空气从第二开口62b流入第二管道62内，阻止其反方向的流动。
切换阀48利用致动器55切换到图3所示的连结第一管道61的下游端(即行李室32侧的端部开口)与第二管道62的第一开口62a的排气位置(以下也称为排气模式)，以及图4所示的开放第一管道61的下游端而不与第二管道62连结的循环位置(以下也称为循环模式)。在本实施方式中，通过切换阀48连结的第一管道61和第二管道62构成排气管道44，不与第二管道62连结的第一管道61构成循环管道46。
冷却管道42和排气管道44构成连通车室30、电池室25和车辆12外部的排出路径。另外，冷却管道42和循环管道46构成循环路径，具体而言，从车室30通过冷却管道42、电池室25以及循环管道46排出到行李室32的空气，从行李室32与车室30之间的间隙再次返回到车室30内，由此进行空气的循环。另外，当行李室32内的气压高于车辆12的外部时，如图4所示，第二开口62b打开，行李室32内的空气通过第二管道62向车辆12的外部排出。
在该车辆用电池冷却系统10中，ECU58根据来自各传感器51、52、53、54的检测信号和表示空调装置26运转状态的信号，控制致动器55和风扇电动机56的工作。
在ECU58中，设定有用于切换阀48进行排出模式与循环模式的切换的电池20的温度阈值。在本实施方式中，在ECU58的存储部中设定有预设的电池20的低冷却范围的下限值温度和上限值温度即低阈值温度THLO和高阈值温度THHI，并且设定有成为冷却风扇22驱动和停止的基准的阈值温度即风扇驱动阈值温度THF。在此，低冷却范围是电池20的温度比较低、不需要冷却风扇22的冷却或冷却风扇22的送风量较少就可以的范围(冷却风扇22的转速比预设的高转速低的范围)。
在本实施方式中，低阈值温度THLO和高阈值温度THHI如图5所示，根据电池20的温度Tb、基于电池20的允许输出功率和允许输入功率的关系来决定。在图5的纵轴上，零点的上方表示电池20的输出功率的容许量。另外，零点的下方表示电池20的输入功率的容许量，越向下方，容许量越大。低阈值温度THLO被设定为温度THLO，该温度THLO是电池20的允许输出功率和允许输入功率均大致固定的温度范围(从图5的温度THLO到温度THHIMAX的范围)的下限值。另外，高阈值温度THHI被设定为与允许输出功率和允许输入功率均大致固定的温度范围的上限值(图5的温度THHIMAX)相同或比其低的温度。在ECU58中设定的各阈值温度的大小关系为低阈值温度THLO<风扇驱动阈值温度THF≦高阈值温度THHI。
接着，参照图6的流程图，对通过ECU58选择排出路径或循环路径时的控制顺序进行说明。
ECU58判定车辆12是否为可利用驱动源进行行驶的就绪(Ready)开启状态(步骤S11)。例如，根据与ECU58可通信地连接的点火开关等电源开关的状态来检测是就绪开启状态还是就绪关闭状态。如果是就绪关闭状态(步骤S11：否)，选择循环路径(步骤S12)。
如果是就绪开启状态(步骤S11：是)，则ECU58根据来自车窗传感器52的检测信号，判定车辆12的所有车窗16是否为关闭状态(步骤S13)。当所有车窗16不是关闭状态时(步骤S13：否)，选择循环路径(步骤S12)，返回控制处理。
当所有车窗16为关闭状态时(步骤S13：是)，则ECU58根据来自车门传感器51的检测信号，判定车辆12的所有车门14是否为关闭状态(步骤S14)。当所有车门14不是关闭状态时(步骤S14：否)，选择循环路径(步骤S12)，返回控制处理。
当所有车门14为关闭状态时(步骤S14：是)，则ECU58根据来自空调装置26的信号，判定空调装置26的送风机风扇27是否为开启状态(步骤S15)。当送风机风扇27为关闭状态时(步骤S15：否)，选择循环路径(步骤S12)，返回控制处理。
当送风机风扇27为开启状态时(步骤S15：是)，则ECU58根据来自空调装置26的信号，判定空调装置26是否为外部气体导入模式(步骤S16)。如果不是外部气体导入模式(步骤S16：否)，则选择循环路径(步骤S12)，返回控制处理。
在此，步骤S13、步骤S14、步骤S15和步骤S16是用于判定是否为车室30内的气压比车辆12外部高的加压状态的条件(规定的加压条件)，ECU58通过全部满足这些条件，来判定车室30内为加压状态。
在步骤S16中，当判定为外部气体导入模式时(步骤S16：是)，ECU58根据电池温度传感器53的检测结果，判定电池温度Tb是否为比低阈值温度THLO高的温度(步骤S17)。
当电池温度Tb高于低阈值温度THLO时(步骤S17：是)，ECU58还根据来自车室温度传感器54的检测结果来判定电池温度Tb是否为比车室温度Tr高的温度(步骤S18)。
当电池温度Tb高于车室温度Tr时(步骤S18：是)，ECU58驱动致动器55，使切换阀48工作而选择排出路径(步骤S19)。
另一方面，当电池温度Tb为车室温度Tr以下时(步骤S18：否)，ECU58选择循环路径(步骤S12)，返回控制处理。
另外，在步骤S17中，当电池温度Tb为低阈值温度THLO以下时(步骤S17：否)，ECU58还根据来自车室温度传感器54的检测结果来判定电池温度Tb是否为车室温度Tr以下(步骤S20)。
当电池温度Tb为车室温度Tr以下时(步骤S20：是)，ECU58驱动致动器55，使切换阀48工作而选择排出路径(步骤S19)。
另一方面，当电池温度Tb比车室温度Tr高时(步骤S20：否)，ECU58选择循环路径(步骤S12)，返回控制处理。
在步骤19中选择了排出路径后，ECU58还进行图7的流程图所示的控制步骤。即，当选择排出路径时，判定是否要求驱动冷却风扇22(步骤S21)。冷却风扇22的驱动和停止根据预先设定在ECU58的存储部中的表示电池温度Tb与冷却风扇22的转速的关系的图表信息来进行。
图8是表示示出电池温度Tb与冷却风扇22的转速的关系的图表信息的示例的图表。在本实施方式中，当电池温度Tb为、风扇驱动阈值温度THF≦电池温度Tb<高阈值温度THHI的范围内时，ECU58使风扇电动机56工作，以预设的一定转速(一定的低转速)R1驱动冷却风扇22旋转。另外，当电池温度Tb上升而成为高阈值温度THHI时，以比转速R1高的转速R2驱动旋转，之后，冷却风扇22设定为随着电池温度Tb的上升，转速提高，直至冷却风扇22的转速成为最大转速RMAX为止。另外，如图8中双点划线所示，冷却风扇22的转速也可以设定为转速从零开始逐渐升高。
在本实施方式中，当电池温度Tb为风扇驱动阈值温度THF以上时，判定为要求驱动冷却风扇22(步骤S21：是)。另外，冷却风扇22也可以设置为在电池温度Tb为高阈值温度THHI以上的情况下驱动，在电池温度Tb比其低的情况下停止。在这种情况下，当电池温度Tb为高阈值温度THHI以上时，判定为要求驱动冷却风扇22。
当在步骤S21中判定为“是”时，ECU58还判定电池温度Tb是否为高阈值温度THHI以上(步骤S22)，如果为高阈值温度THHI以上(步骤S22：是)，则驱动致动器55，使切换阀48工作来选择循环路径(步骤S23)，返回控制处理。
在未要求驱动冷却风扇22的情况(步骤S21：否)，或电池温度Tb比高阈值温度THHI低的情况(步骤S22：否)下，维持排出路径的选择状态，返回控制处理。
在上述车辆用电池冷却系统10中，在电池温度Tb为，低阈值温度THLO<电池温度Tb<高阈值温度THHI的范围内，即为较低温度的状况下，当处于车室30内的气压比车辆12外部高的加压状态时，将电池的温度与车室30内的温度进行比较，选择排出路径或循环路径，由此能够在降低冷却风扇22的驱动的同时提高电池20的冷却性能。
具体而言，当电池温度Tb高于车室温度Tr时，选择排出路径，由此能够将处于加压状态的车室30内的空气通过电池室25排出到车辆12的外部，由此，能够利用低温的车室30内的空气冷却电池20，而无需驱动冷却风扇22。另外，在选择排出路径之前，通过ECU58判定车室30满足规定的加压条件，因此能够使车室30内的空气适当地流入电池室25。另外，当电池温度Tb低于车室温度Tr时，选择循环路径，由此抑制车室30内的温暖空气流向电池室25，从而抑制电池20的温度上升。
另外，当电池温度Tb成为高阈值温度THHI以上的高温时，选择循环路径并驱动冷却风扇22，由此能够减少冷却风扇22的负荷。具体而言，在驱动冷却风扇22时，在选择了排出路径的状态下，通过空调管道40将从车辆12的外部吸入到车室30内的空气向电池室25供给，另一方面，在循环路径中，使空气在车室30内与电池室25之间循环，因此能够以循环路径较小的吸入力将同等量的空气供给到电池室25。在电池温度Tb为高阈值温度THHI以上的电池20的高温区域中，与冷却风扇22造成的噪音相比，尤其优先冷却电池20，但在该电池20的高温区域中，通过选择循环路径，能够在降低冷却风扇22的转速的同时向电池室25供给大量的空气，从而可以兼顾冷却风扇22的噪音的降低和电池20的冷却性的提高。
另外，在电池温度Tb为低阈值温度THLO以下的电池20的低温区域中，通过加温电池20，能够提高电池20的性能。在本实施方式中，在电池20的低温区域且车室30内处于加压状态的状况下，当电池温度Tb低于车室温度Tr时选择排出路径，由此能够使车室30内的温暖空气向电池室25流动而加温电池20，从而提高电池20的性能。另外，当电池温度Tb高于车室温度Tr时选择循环路径，由此能够防止电池20被车室30内的空气冷却。
需要说明的是，本发明不限于上述各实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行各种各样的变更。
例如，电池20的低冷却范围的上限值即高阈值温度THHI也可以是根据以下信息确定的可变值：基于电池温度传感器53的检测结果的电池温度Tb的上升速度、以及ECU58所存储的表示高阈值温度THHI与电池温度Tb的上升速度的关系的图表信息。该图表信息能够适当设置，但作为一例，也可以如下设置：设定作为基准的电池温度Tb的上升速度(基准上升速度)和作为基准的高阈值温度(基准高阈值温度)，当电池温度传感器53检测的电池温度Tb的上升速度比基准上升速度快时，高阈值温度THHI成为比基准高阈值温度低的值；当电池温度Tb的上升速度比基准上升速度慢时，高阈值温度THHI成为比基准高阈值温度高的值。如此，根据电池温度Tb的上升速度来设定适当的高阈值温度THHI，由此能够更有效地冷却电池20，防止冷却风扇22的驱动时间变长。

Claims (6)

1.一种车辆用电池冷却系统，所述车辆用电池冷却系统能够通过冷却风扇向收纳有成为车辆驱动源的电池的电池室供给车室内的空气来冷却所述电池，所述车辆用电池冷却系统包括：
电池温度传感器，其检测所述电池的温度；
车室温度传感器，其检测所述车室内的温度；
排出路径，其连通所述车室、所述电池室和车外；
循环路径，其能够使空气在所述车室与所述电池室之间循环；
切换单元，其进行所述排出路径与所述循环路径的切换；以及
控制部，当满足所述车室内的气压比车外高的规定的加压条件时，所述控制部根据所述电池温度传感器和所述车室温度传感器的检测结果，使所述切换单元工作并选择所述排出路径或所述循环路径，
其中，当所述电池的温度在预设的低冷却范围内且比所述车室内的温度高时，该控制部选择所述排出路径；当所述电池的温度在所述低冷却范围内且比所述车室内的温度低时，该控制部选择所述循环路径。
2.根据权利要求1所述的车辆用电池冷却系统，其中，所述规定的加压条件为以下条件：所述车辆的全部车窗和全部车门为关闭状态，对所述车室内进行空气调节的空调装置的风扇为打开状态，且该空调装置为外部气体导入模式。
3.根据权利要求1所述的车辆用电池冷却系统，其中，当满足所述规定的加压条件，且所述电池的温度为所述低冷却范围的上限值以上时，所述控制部选择所述循环路径并驱动所述冷却风扇。
4.根据权利要求2所述的车辆用电池冷却系统，其中，当满足所述规定的加压条件，且所述电池的温度为所述低冷却范围的上限值以上时，所述控制部选择所述循环路径并驱动所述冷却风扇。
5.根据权利要求1所述的车辆用电池冷却系统，其中，作为所述低冷却范围的上限值的高阈值温度是根据以下信息确定的可变值：基于所述电池温度传感器的检测结果的电池温度的上升速度，以及存储在所述控制部中的表示高阈值温度与电池温度的上升速度的关系的图表信息。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用电池冷却系统，其中，当所述电池的温度处于所述低冷却范围内时，所述控制部停止所述冷却风扇或者以预设的一定转速驱动所述冷却风扇；当所述电池的温度为所述低冷却范围的上限值以上时，所述控制部以高于所述一定转速的转速驱动所述冷却风扇。
CN201911307213.8A 2019-03-25 2019-12-18 车辆用电池冷却系统 Active CN111731153B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019056384A JP7218989B2 (ja) 2019-03-25 2019-03-25 車両用電池冷却システム
JP2019-056384 2019-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111731153A true CN111731153A (zh) 2020-10-02
CN111731153B CN111731153B (zh) 2024-05-10

Family

ID=72605004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911307213.8A Active CN111731153B (zh) 2019-03-25 2019-12-18 车辆用电池冷却系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11532844B2 (zh)
JP (1) JP7218989B2 (zh)
CN (1) CN111731153B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114435078A (zh) * 2020-11-06 2022-05-06 上海汽车集团股份有限公司 车辆、车辆空调系统及控制方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109204560B (zh) * 2017-06-30 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其车身结构
JP2021093493A (ja) * 2019-12-12 2021-06-17 トヨタ自動車株式会社 電子制御装置の冷却構造及び冷却制御システム
JP7329453B2 (ja) * 2020-01-07 2023-08-18 本田技研工業株式会社 車両用バッテリ冷却装置
JP7367629B2 (ja) * 2020-07-27 2023-10-24 トヨタ自動車株式会社 車両用空調装置
US12017508B2 (en) * 2021-09-02 2024-06-25 Apple Inc. Climate control system
CN118367250A (zh) * 2023-01-17 2024-07-19 广达电脑股份有限公司 智能电池温度补偿方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937664A (en) * 1997-03-05 1999-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery cooling system for vehicle
WO2008026386A1 (fr) * 2006-08-30 2008-03-06 Calsonic Kansei Corporation Système de refroidissement d'accumulateur pour véhicule
JP2008132855A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Nissan Motor Co Ltd 車両用電池冷却装置
JP2008141945A (ja) * 2006-11-08 2008-06-19 Toyota Motor Corp 蓄電機構の冷却装置
CN101468588A (zh) * 2007-12-26 2009-07-01 康奈可关精株式会社 电池温度管理装置
CN102148413A (zh) * 2011-03-08 2011-08-10 中信国安盟固利动力科技有限公司 车载蓄电池组温度控制器
CN104442285A (zh) * 2013-09-23 2015-03-25 福特全球技术公司 充电器冷却空气源选择方法
CN104512216A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 福特全球技术公司 电池冷却设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3843956B2 (ja) 2002-05-14 2006-11-08 トヨタ自動車株式会社 車載バッテリのファン制御方法およびファン制御装置
US20090071178A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Vehicle HVAC and Battery Thermal Management
JP5368136B2 (ja) * 2009-03-04 2013-12-18 プライムアースＥｖエナジー株式会社 車両用電池冷却システム
JP2016005304A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 トヨタ自動車株式会社 車両
DE102014225807B4 (de) * 2014-12-15 2019-03-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlsystem für ein Fahrzeug zur Luftkühlung mehrerer Räume mit unterschiedlichen Temperaturanforderungen
JP2019034650A (ja) * 2017-08-16 2019-03-07 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 電池モジュールの冷却装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937664A (en) * 1997-03-05 1999-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery cooling system for vehicle
WO2008026386A1 (fr) * 2006-08-30 2008-03-06 Calsonic Kansei Corporation Système de refroidissement d'accumulateur pour véhicule
JP2008141945A (ja) * 2006-11-08 2008-06-19 Toyota Motor Corp 蓄電機構の冷却装置
JP2008132855A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Nissan Motor Co Ltd 車両用電池冷却装置
CN101468588A (zh) * 2007-12-26 2009-07-01 康奈可关精株式会社 电池温度管理装置
CN102148413A (zh) * 2011-03-08 2011-08-10 中信国安盟固利动力科技有限公司 车载蓄电池组温度控制器
CN104442285A (zh) * 2013-09-23 2015-03-25 福特全球技术公司 充电器冷却空气源选择方法
CN104512216A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 福特全球技术公司 电池冷却设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114435078A (zh) * 2020-11-06 2022-05-06 上海汽车集团股份有限公司 车辆、车辆空调系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020157801A (ja) 2020-10-01
JP7218989B2 (ja) 2023-02-07
CN111731153B (zh) 2024-05-10
US11532844B2 (en) 2022-12-20
US20200313256A1 (en) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111731153B (zh) 车辆用电池冷却系统
JP5368136B2 (ja) 車両用電池冷却システム
US11161390B2 (en) Air flow control system
US5413528A (en) Air conditioning system for motor vehicles
JP2013095347A (ja) 車両の空調制御装置
JP5492857B2 (ja) 車両用空調制御装置
CN111319421A (zh) 用于控制空调中的内部/外部空气的系统
KR20190017419A (ko) 차량용 공조장치 제어 방법
JP2007137127A (ja) 車両用電池冷却・空調装置
US11820201B2 (en) Method for controlling vehicle HVAC system
JP2016022776A (ja) 車両の制御装置
US20160229265A1 (en) Vehicle speed induced ventilation for motor vehicle
JP2008247341A (ja) 車載発熱体の冷却装置
JP2012192867A (ja) 車両用蓄電体冷却システム
JP4878898B2 (ja) 車両用蓄電源空調システム
JP6102875B2 (ja) 車両の制御装置
JP7225685B2 (ja) 車両用空調装置
JP2005349854A (ja) 車両換気装置
KR100820453B1 (ko) 차량용 후석 공조장치
US11724560B2 (en) Control method for air conditioning of a vehicle
KR102285986B1 (ko) 차량용 공조장치
JP2020011669A (ja) 車両用空調装置
US11400791B2 (en) On-vehicle air conditioner
KR100892532B1 (ko) 하이브리드 차량의 공조 시스템 제어 방법
US11059350B2 (en) Vehicle having an air conditioning unit which has a preconditioning mode

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