CN112124150B - 车辆的冷却装置 - Google Patents

车辆的冷却装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112124150B
CN112124150B CN202010592348.XA CN202010592348A CN112124150B CN 112124150 B CN112124150 B CN 112124150B CN 202010592348 A CN202010592348 A CN 202010592348A CN 112124150 B CN112124150 B CN 112124150B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
battery
coolant
cooling
control unit
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
CN202010592348.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112124150A (zh
Inventor
床樱大辅
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN112124150A publication Critical patent/CN112124150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112124150B publication Critical patent/CN112124150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • 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
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric 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
    • H01M10/42—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
    • 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
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • 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
    • 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
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

本发明提供具有简单的结构并且根据车辆状态高效地分别冷却电池和功率控制单元的车辆(Ve)的冷却装置(1)，其具备能够利用来自外部电源的电力进行充电的电池(4)，冷却回路(100)具有：第一回路(110)，冷却液经由功率控制单元(3)在第一回路(110)中循环；第二回路(120)，其与第一回路(110)并联连接，冷却液不经由功率控制单元(3)而是经由电池(4)在第二回路(120)中循环；以及配置在第一回路(110)与第二回路(120)的分支点处的切换阀(102)，在从外部电源进行充电的过程中的情况下，控制装置(5)控制电动泵(101)以及切换阀(102)，使在第二回路(120)中流动的冷却液的流量比在第一回路(110)中流动的冷却液的流量更多。

Description

车辆的冷却装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的冷却装置。
背景技术
专利文献1中公开了以下技术：在搭载于以发动机作为动力源的车辆的冷却装置中，具备冷却液经由逆变器以及电池循环的冷却回路，当从在该冷却回路内流动的冷却液通过散热器散热时，使电风扇工作而向散热器送去冷却风。
专利文献1：日本特开2015-116872号公报
在电动车辆(EV)和插电式混合动力汽车(PHV)中，能够利用从外部电源供给的电力对车载的电池进行充电。在该情况下，在从外部电源充电的过程中，由于车辆不行驶，因此不需要冷却逆变器。与此相对，在充电过程中，由于电池导致的发热增加，因此需要高效地冷却电池。此外，当车辆行驶过程中，电池的发热与充电过程中相比减少，与此相对逆变器中的发热增加，因此需要高效地冷却逆变器。因此，冷却对象中的发热状态根据车辆状态而变化。该发热状态在将包括逆变器的功率控制单元作为冷却对象的构成中也是相同的。因此，期望通过简单的冷却回路高效地分别冷却电池和功率控制单元。
专利文献1中记载的构成是一种具有简单构造的冷却回路，其能够通过一个电动泵向逆变器和电池这两者供给冷却液。然而，由于逆变器和电池是串联配置的，因此在从外部电源充电的过程中，如果为了冷却电池而使冷却液流动，则会对不需要冷却的逆变器也供给与电池相同流量的冷却液，存在改善的空间。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而实现的，目的在于提供一种车辆的冷却装置，其具有简单的结构、并且能够根据车辆状态高效地分别冷却电池和功率控制单元。
本发明是一种车辆的冷却装置，其具备：电池，其能够利用从外部电源供给的电力进行充电；发动机，其利用来自所述电池的电力而输出用于行驶的动力；功率控制单元，其将所述电池的直流电转换为交流电并供给至所述发动机；冷却回路，使用于冷却所述电池以及所述功率控制单元的冷却液在该冷却回路中循环；电动泵，其设置于所述冷却回路，使冷却液循环；散热器，其设置于所述冷却回路，使在冷却回路中循环的所述冷却液散热；以及控制部，其控制在所述冷却回路中循环的冷却液的流量，该车辆的冷却装置的特征在于，所述冷却回路具有：第一回路，其使从所述电动泵喷出的冷却液经由所述功率控制单元进行循环；第二回路，其与所述第一回路并联连接，使从所述电动泵喷出的冷却液不经由所述功率控制单元而是经由所述电池进行循环；以及流量控制单元，其控制在所述第一回路中流动的冷却液的流量与在所述第二回路中流动的冷却液的流量的比例，在利用所述外部电源的电力对所述电池进行充电的充电过程中的情况下，所述控制部控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量与在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量相比更多。
此外，所述电池具备由多个电池单元组成的多个电池模块、和收容所述电池模块的多个模块盒，在各个模块盒的内部，所述电池模块浸没在所述冷却液中，且所述冷却液在与所述电池单元之间进行直接热交换，在从上方观察该模块盒的情况下，所述模块盒可以具有大致长方体形状，冷却液的流入口以及冷却液的流出口设置在彼此对角位置的附近。
根据该构成，由于能够使模块盒内的冷却液朝向对角流动，因此当利用冷却液的强制对流冷却电池单元时，能够使模块盒内的冷却接近平均。
此外，当利用所述发动机输出的动力进行行驶的行驶过程中，所述控制部能够控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量与在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量相比更多。
根据该构成，由于电池模块浸没在液体中，因此在行驶过程中电池所产生的热量能够通过冷却液的自然对流而散热。由此，在行驶过程中，由于能够使在功率控制单元侧的第一回路中流动的冷却液的流量比在第二回路中流动的冷却液的流量多，因此能够高效地冷却功率控制单元。
在检测到处于要从所述外部电源对所述电池充电的充电准备状态的情况下，所述控制部能够控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量与在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量相比更多。
根据该构成，在处于充电准备状态的情况下，由于能够使在电池侧的第二回路中流动的冷却液的流量比在第一回路中流动的冷却液的流量多，因此能够高效地冷却电池。
此外，在检测到处于所述充电准备状态且所述电池的温度超过规定值的情况下，所述控制部能够控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量与在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量相比更多，直到所述电池的温度变为所述规定值以下。
根据该构成，由于能够在充电准备状态下使电池的温度下降到规定值，因此能够抑制充电过程中电池变得过热。由此，能够抑制电池的性能下降。
此外，也可以在所述第一回路中设置油冷却器，该油冷却器在用于冷却所述发动机的油与所述冷却液之间进行热交换。
根据该构成，在行驶过程中，利用在第一回路中流动的冷却液能够冷却发动机的油。由此，能够在行驶过程中高效地冷却发动机。
此外，还具备向所述散热器送去冷却风的电风扇，在所述充电过程中的情况下，所述控制部使所述电风扇工作，通过所述电风扇的冷却风冷却所述散热器。
根据该构成，通过在停车中使电风扇工作，从而能够增加散热器的散热量。
此外，也可以是所述第二回路具有热交换器，该热交换器配置在所述流量控制单元与所述电池之间，在制冷循环的冷却剂与所述冷却液之间进行热交换，在所述充电过程中的情况下，所述控制部使所述制冷循环工作，通过利用所述热交换器使所述冷却液与所述冷却剂进行热交换，从而冷却所述冷却液。
根据该构成，由于在第二回路中，在电池的上游侧配置有热交换器，因此能够在充电过程中将经热交换器冷却的冷却液供给至电池。
此外，在检测到处于所述充电准备状态、所述电池的温度超过规定值且外部空气的温度超过第二规定值的情况下，所述控制部能够使所述制冷循环工作，通过利用所述热交换器使所述冷却液与所述冷却剂进行热交换而冷却所述冷却液，直到所述电池的温度变为所述规定值以下。
根据该构成，在外部气温高的情况下，使制冷循环工作而利用热交换器在冷却剂与冷却液之间进行热交换，从而能够缩短冷却液下降到第二规定值的时间。
另外，也可以是所述流量控制单元为将冷却液能够流动的路径切换为所述第一回路或所述第二回路的切换阀，在所述充电过程中的情况下，所述控制部控制所述切换阀从而切换路径，使得冷却液仅在所述第一回路和所述第二回路中的所述电池侧的所述第二回路中流动。
根据该构成，在充电过程中，由于能够使冷却液仅在电池侧的第二回路中流动，因此能够高效地冷却电池。
此外，也可以在利用所述发动机输出的动力进行行驶的行驶过程中，所述控制部控制所述切换阀从而切换路径，使得冷却液仅在所述第一回路和所述第二回路中的所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动。
根据该构成，在行驶过程中，由于能够使冷却液仅在功率控制单元侧的第一回路中流动，因此能够高效地冷却功率控制单元。
此外，在检测到处于要从所述外部电源对所述电池充电的充电准备状态、且所述电池的温度超过规定值的情况下，所述控制部能够控制所述切换阀，使得冷却液仅在所述第一回路和所述第二回路中的、所述电池侧的所述第二回路中流动，直到所述电池的温度变为所述规定值以下。
根据该构成，由于能够在充电准备状态下使电池的温度下降到规定值，因此能够抑制充电过程中电池变得过热。由此，能够抑制电池的性能下降。
发明的效果
在本发明中，具备冷却液经由功率控制单元的第一回路与冷却液经由电池的第二回路并联连接而成的冷却回路，根据车辆状态而通过流量控制单元来控制冷却液的流量的比例。由此，能够通过简单的构造而高效地冷却电池和功率控制单元。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的车辆的冷却装置的示意性构成的示意图。
图2是示意性示出电池的液浸结构的图。
图3是示出行驶状态下冷却回路的可流通路径的示意图。
图4是示出根据车辆状态实施冷却控制的情况下的变化的时间关系图。
图5是示出充电状态下冷却回路的可流通路径的示意图。
图6是示出第一实施方式的冷却控制流程的流程图。
图7是示意性示出电池的液浸结构的变形例的图。
图8是示出第二实施方式中的车辆的冷却装置的示意性构成的示意图。
图9是示出行驶状态下冷却回路的可流通路径的示意图。
图10是示出充电状态下冷却回路的可流通路径的示意图。
图11是示出第二实施方式的冷却控制流程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式中的车辆的冷却装置进行具体说明。另外，本发明不限于以下所说明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式中的车辆的冷却装置的示意性构成的示意图。第一实施方式中的冷却装置1搭载在以发动机2作为动力源的车辆Ve上，具备冷却液在其中循环的冷却回路100。
车辆Ve具备：用于行驶的发动机2、驱动控制发动机2的功率控制单元(以下称为PCU)3、以及储存用于供给至发动机2的电力的电池4。例如，车辆Ve为电动车辆(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)。
发动机2利用电池4的电力输出用于行驶的动力。在车辆Ve中，从发动机2输出的动力经由动力传递装置传递到驱动轮。该发动机2经由PCU 3与电池4电连接。
PCU 3构成为包括驱动发动机2的逆变器、升压转换器和DCDC转换器。例如，逆变器把电池4的直流电转换为交流电并供给至发动机2。该PCU 3中具有高压部件收容在PCU盒(未图示)的内部的结构。另外，PCU 3构成为至少包括逆变器。
电池4是能够利用从外部电源供给的电力进行充电的蓄电装置。车辆Ve设置有与外部的充电设备连接的充电口和经由充电口接收来自外部电源的电力的充电装置(均未图示)。当从外部电源充电时，设置在充电设备等充电设备上的充电插头与设置在车辆Ve上的充电口连接。充电插头与充电口连接，从而变成充电准备状态。充电准备状态是指，处于外部电源与电池4之间可通电地连接的状态但还未实施电力的供给的情况。然后，当从充电插头经由充电口向电池4供给电力时，车辆Ve侧的充电装置能够在不经由PCU 3的情况下使电流流向电池4。电流从外部电源流向电池4的状态为处于充电过程中。在充电过程中，由于电流不流过PCU 3，因此不会产生伴随着通电而PCU 3的发热。另一方面，电池4在充电过程中会有大电流流过，因此电池4的发热增加。特别地，在通过快速充电而使大电流流过的情况下，电池4的发热量进一步增加。此外，在充电过程中电池4中通电的电流比行驶过程中更大。也就是说，电池4的发热量在充电过程中比行驶过程中更大。然后，在冷却装置1中，利用液体进行电池4的冷却。另外，充电时的状态包括电流流动之前的充电准备状态和电流正在流动的充电过程中。
此外，冷却装置1具备控制冷却回路100中的冷却液的循环的控制装置(以下称为ECU)5。ECU 5由电子控制装置构成。
冷却回路100具有用于冷却发动机2以及PCU 3的第一回路110、和用于冷却电池4的第二回路120。即，冷却回路100具有将冷却液供给至PCU 3的路径和将冷却液供给至电池4的路径并联连接而成的液路结构。另外，供给至PCU 3的冷却液和供给至电池4的冷却液是相同的液体。在冷却回路100中循环的冷却液是电绝缘性高的液体。例如，冷却液由矿物油、合成油、硅油、氟油等组成。
该冷却回路100构成为，能够通过一个电动泵101使冷却液向不同供给目标流动。冷却回路100具备电动泵101、切换阀102、油冷却器103和散热器104。
电动泵101由电动机(未图示)驱动。该电动机由ECU 5驱动控制。也就是说，ECU 5驱动控制电动泵101。电动泵101是通过ECU 5的控制而工作的，吸入储存在储存部(储液箱)内的冷却液，从喷出口喷出冷却液。电动泵101的喷出口与喷出液路105连接。从电动泵101喷出到喷出液路105的冷却液由于电动泵101的喷出压力被向冷却回路100的下游侧加压输送。喷出液路105的下游侧与切换阀102连接。
切换阀102是切换冷却液所流动的路径的阀，是控制在第一回路110中流动的冷却液的流量与在第二回路120中流动的冷却液的流量的比例的流量控制阀。即，切换阀102是流量控制单元。该切换阀102由ECU5控制。ECU 5通过执行切换阀102的流量控制，从而控制在第一回路110内流动的冷却液的流量，并且控制在第二回路120内流动的冷却液的流量。例如，切换阀102由配置在第一回路110和第二回路120分支的分支点处的三通阀构成。此外，ECU 5根据车辆Ve的状态而控制切换阀102，从而将冷却液能够流动的路径在第一回路110和第二回路120之间切换。
第一回路110构成为包括：电动泵101、喷出液路105、切换阀102、第一供给液路111、PCU 3、第二供给液路112、油冷却器103、第一连接液路113、汇合液路106、散热器104和吸入液路107。第一回路110形成以下路径：从电动泵101喷出的冷却液从切换阀102供给至PCU 3以及油冷却器103，流过油冷却器103的冷却液供给至散热器104。在第一回路110中，PCU 3与油冷却器103串联连接，油冷却器103配置在PCU 3的下游侧。
在第一回路110内，切换阀102设置在电动泵101与PCU 3之间。第一供给液路111是切换阀102与PCU 3之间的液路，是将从切换阀102流入第一回路110的冷却液供给至PCU 3的液路。切换阀102的流入口与喷出液路105连接，切换阀102的第一流出口与第一供给液路111连接。由此，第一回路110通过切换阀102而处于可流通的状态，电动泵101喷出的冷却液通过切换阀102供给至PCU 3。此时，切换阀102能够控制从第一供给液路111流入PCU 3内的冷却液的流量。
PCU 3具备功率半导体等高压部件和收容高压部件的PCU盒(均未图示)。在第一回路110内的PCU 3中，冷却液流入PCU盒的内部，在该盒内部通过冷却液冷却高压部件。PCU盒的流入口连接有第一供给液路111。冷却液从第一供给液路111流入PCU盒的内部，与PCU 3的发热部(高压部件)接触而进行直接热交换，从而能够冷却PCU 3。PCU盒的流出口与第二供给液路112连接。第二供给液路112是PCU 3与油冷却器103之间的液路，是向油冷却器103供给冷却液的液路。
油冷却器103是在发动机2的油与冷却回路100的冷却液之间进行热交换的热交换器。油冷却器103与其中流动有用于冷却发动机2的油的发动机冷却回路130连接。由此，在油冷却器103中，冷却液与发动机2的油能够进行热交换。
油冷却器103的流出口与第一连接液路113连接。第一连接液路113的下游侧设置有汇合点P，第一回路110与第二回路120在汇合点P处汇合。汇合点P的下游侧设置有汇合液路106，汇合液路106是第一回路110和第二回路120共有的液路。汇合液路106与散热器104的流入口连接。由此，通过油冷却器103的冷却液供给至散热器104。
散热器104是使在冷却回路100中循环的冷却液散热的散热器，是在车辆Ve的外部空气与冷却回路100的冷却液之间进行热交换的热交换器。当在冷却回路100中循环的冷却液在散热器104内流动时，通过与外部空气之间进行热交换而散热。散热器104的流出口与吸入液路107连接。吸入液路107的下游侧与电动泵101的吸入口连接。
冷却装置1中设置有向散热器104送去冷却风的电风扇108。电风扇108由ECU 5驱动控制。通过使电风扇108工作，从而能够对散热器104进行空冷，能够增加散热器104的散热量。
第二回路120构成为包括：电动泵101、喷出液路105、切换阀102、第三供给液路121、电池4、第二连接液路122、汇合液路106、散热器104和吸入液路107。第二回路120形成以下路径：从电动泵101喷出的冷却液从切换阀102供给至电池4，流过电池4的冷却液供给至散热器104。在第二回路120中循环的冷却液不经由PCU 3而供给至电池4。
该第二回路120是与第一回路110并联连接的并联回路。在第一回路110和第二回路120的分支点处配置有切换阀102。第二回路120中的切换阀102设置在电动泵101与电池4之间，控制第一回路110与第二回路120之间的分配流量。切换阀102的第二喷出口与第三供给液路121连接。
第三供给液路121是切换阀102与电池4之间的液路，是将从切换阀102流入第二回路120的冷却液供给至电池4的液路。在第二回路120通过切换阀102而处于可流通的状态下，电动泵101喷出的冷却液通过切换阀102供给至电池4。此时，切换阀102能够控制从第三供给液路121流入电池4内的冷却液的流量。
配置在第二回路120中的电池4保持如下状态：收容在电池盒内部的多个电池模块41(如图2所示)浸没在冷却液中。冷却装置1是利用电绝缘性高的冷却液直接冷却电池4的电池单元40(如图2所示)的构成，具有使电池单元40浸没在冷却液中的冷却结构(液浸结构)。电池4的流入口与第三供给液路121连接。
如图2所示，电池4具备由多个电池单元40组成的多个电池模块41、和收容电池模块41的多个模块盒42。在模块盒42的内部，电池模块41浸没在冷却液F中。由此，在电池单元40与冷却液F之间进行直接热交换。
此外，模块盒42彼此以冷却液F可流动的方式连接。如图2所示，在一个模块盒42内收容一个电池模块41的结构中，冷却液F的流路以串联连接多个模块盒42的方式形成。模块盒42的连接方式为，以冷却液F在模块盒42内向对角流动的方式连接流入口与流出口。从上方观察模块盒42的情况下，该模块盒42具有大致长方体形状，冷却液F的流入口以及流出口设置在彼此对角位置的附近。即，从上方观察电池4的情况下，各个模块盒42形成为四边形形状，在四边形中的对角位置附近设置有流入口和流出口。由此，冷却液从流入口朝向流出口在模块盒42的内部在水平面上向对角方向流动。另外，图2中示出的箭头表示强制对流时的冷却液的流动方向。
返回图1。通过电池4的冷却液供给至散热器104。电池4的流出口与第二连接液路122连接。第二连接液路122的下游侧设置有汇合点P。从电池4流出的冷却液流过第二连接液路122以及汇合液路106而流入散热器104。
当冷却液在第二回路120中循环时，使电风扇108工作，从而能够通过散热器104对在第二回路120中循环的冷却液进行空冷。
在上述构成的冷却装置1中，ECU 5根据车辆Ve的状态而控制电动泵101以及切换阀102，从而切换冷却液流过的路径。ECU 5实施切换冷却回路100的流路的控制。
图3是示出行驶状态下冷却回路的可流通路径的示意图。如图3所示，当车辆Ve利用发动机2的动力进行行驶的行驶过程中，在冷却回路100中，以使得冷却液在第一回路110中流动的方式切换切换阀102，控制为冷却液在第一回路110中循环的状态。在行驶状态下，为了提高PCU 3以及发动机2的冷却性能，ECU 5控制切换阀102，使得从电动泵101喷出的冷却液更多地在第一回路110中流动。例如，通过切换阀102切换流路，能够在行驶过程中使冷却液仅在第一回路110中流动。
此外，在行驶状态下，即使在冷却液仅在第一回路110中流动的状态下，也能够利用冷却液满足电池4的冷却性。即，由于在电池4中能够利用冷却液直接冷却电池单元40，并且电池单元40浸没在冷却液中，因此行驶状态下的电池4的发热能够仅通过冷却液的自然对流而进行必要量的散热。
如图4所示，根据使电池单元40浸没在液体中而在自然对流下的冷却，在行驶状态(高速/高负载行驶)中，能够将电池单元40的温度维持在阈值温度以下。例如，作为满足电池4的冷却性的状态，可举出电池单元40的温度能够维持在约53℃以下的状态。在液浸结构的电池4中，仅通过冷却液的自然对流，就能够满足行驶过程中的电池4的冷却性。由此，在行驶状态下，使冷却液在如上述图3所示的可流通路径中循环。由此，在冷却液不在第二回路120中循环的情况下，通过模块盒42内部的冷却液的自然对流来冷却电池单元40。
另一方面，对于充电模式下的电池单元40的发热，仅通过自然对流的冷却，电池单元40的温度会升高至超过阈值(以时刻t1之后的虚线表示)。如图4所示，对于供给至电池4的供给电流值，在充电状态下的电流值I2比在行驶状态下的电流值I1大。由此，电池4的发热在充电模式下比在行驶模式下增加。结果，在从外部电源充电的过程中，特别是在快速充电过程中，仅通过液浸的自然对流无法满足电池4的冷却性。此外，由于在充电过程中PCU 3和发动机2不工作，因此PCU 3以及发动机2不发热，无需冷却PCU 3以及发动机2。因此，能够将冷却装置1的冷却能力集中在电池4上。也就是说，用于冷却电池4的冷却液的强制对流化成为可能。因此，在充电模式下，通过利用冷却液的强制对流进行电池单元40的冷却，能够将电池单元40的温度维持在阈值以下(在图4中以实线表示)。即，在从外部电源快速充电的过程中，通过在液浸状态下强制对流，能够满足电池4的冷却性。
图5是示出充电状态下冷却回路的可流通路径的示意图。如图5所示，在通过来自外部电源的电力对电池4充电的情况下，ECU 5控制切换阀102，使得在从电动泵101喷出的冷却液中流入第二回路120的冷却液的分配量增加，第二回路120的冷却液的流量增大。由此，电池4的冷却性能提高。例如，通过切换阀102切换流路，从而在充电过程中使冷却液仅在第二回路120中流动。
此外，ECU 5使用冷却液的温度作为参数，实施通过电动泵101和切换阀102进行的流量控制。在该情况下，冷却回路100中设有用于检测冷却液的温度的温度传感器(未图示)。信号从该温度传感器输入到ECU 5。例如，通过设置在电池4中的温度传感器而检测冷却液的温度。
图6是示出第一实施方式的冷却控制流程的流程图。另外，图6所示的控制由ECU 5执行。
ECU 5判定用于从外部电源向电池4充电的连接状态即充电连接是否完成(步骤S1)。在步骤S1中，判定充电设备的充电插头是否与车辆Ve的充电口连接。如果ECU 5检测到车辆Ve已经与外部的充电设备连接的充电连接，则判断为处于充电模式。
在与外部电源的充电连接完成的情况(步骤S1：是)下，ECU 5控制切换阀102以使得冷却回路100的第二回路120处于可流通，并使电风扇108以及电动泵101工作(步骤S2)。在步骤S2中，在开始从外部电源充电之前，使冷却液在第二回路120中循环，并且使电风扇108工作，从而利用强制对流的冷却液冷却电池4。在从外部电源充电时，由于车辆Ve未行驶，因此在散热器104中不会出现行驶风。由此，通过使电风扇108工作，从而将来自电风扇108的冷却风送到散热器104，确保散热器104的散热性能。
实施步骤S2之后，ECU 5判定电池4的盒体内的冷却液的温度是否高于规定值(步骤S3)。在步骤S3中，通过设置在电池4中的温度传感器，能够检测模块盒42内的冷却液的温度。电池4中设有检测电池单元40的温度的温度传感器。由于该温度传感器检测的是电池单元40的表面温度，因此在模块盒42内充满冷却液的状态(液浸状态)下，该温度传感器检测的是冷却液的温度。然后，基于该温度传感器所检测到的温度，ECU 5在步骤S3中进行与规定值进行比较的比较判定。此外，步骤S3中使用的规定值设定为比电池单元40的温度的阈值(约53℃)更低的值。例如，该规定值可以设定在约30℃～40℃的范围内。
具体地，步骤S3的规定值可以根据散热器104的尺寸与电动泵101的喷出流量的关系而设定。例如，在散热器104的尺寸大且电动泵101的喷出流量较大的情况下，将该规定值设定为约40℃。此外，在散热器104的尺寸为中等且电动泵101的喷出流量为中等量的情况下，将该规定值设定为约35℃。此外，在散热器104的尺寸小且电动泵101的喷出流量较小的情况下，将该规定值设定为30℃。因此，可以根据散热器104的散热能力而设定步骤S3的判定中使用的规定值。
在电池4的盒体内的冷却液的温度高于规定值的情况(步骤S3：是)下，该控制例程返回步骤S2。在充电准备状态下电池4内的冷却液的温度超过规定值的情况下，ECU 5实施步骤S2，从而实施在充电开始前进行冷却的预冷却。该预冷却持续至电池4内的冷却液的温度变为规定值以下为止。
由于在预冷却开始之前，电池4处于通过自然对流的冷却液被冷却的状态，因此电池4的盒体内的冷却液的温度在盒入口侧(上游侧)与在盒出口侧(下游侧)大致为同一温度。然后，如果开始预冷却，则由于冷却液通过电池4，因此转变至电池4通过强制对流的冷却液被冷却的状态。此外，开始预冷却之后，由于经散热器104冷却的冷却液被供给至电池4，因此电池4的盒入口附近的冷却液的温度低，电池4的盒出口附近的冷却液的温度高，产生温度差。由于该温度差随着电池单元40的冷却而缩小，因此通过继续预冷却而缩小。然后，持续预冷却至电池4的盒体内的冷却液的温度下降到步骤S3的规定值以下为止。该预冷却的实施时间为几分钟。例如，在外部气温为20℃的环境下实施预冷却的情况下，电池4的盒出口附近的冷却液的温度变为规定值以下的实施时间为约3分钟。此外，预冷却的实施时间根据外部气温而变化。在外部气温高的情况下，预冷却的实施时间变长，在外部气温低的情况下，预冷却的实施时间变短。
在电池4的盒体内的冷却液的温度为规定值以下的情况(步骤S3：否)下，ECU 5开始从外部电源对电池4的充电(步骤S4)。在步骤S4中，在车辆Ve侧，电流以从充电口经由电池4再返回到充电口的方式流动。该充电与充电标准的种类无关。包括所谓的普通充电和快速充电等。
此外，在从外部电源充电的过程中，ECU 5控制切换阀102以使得冷却回路100的第二回路120变得可流通，并且使电风扇108以及电动泵101工作(步骤S5)。在步骤S5中，如上述图5所示，以使得冷却液仅在电池4侧的第二回路120中流动的方式进行控制。在该步骤S5中，继续步骤S2中开始的冷却控制。即，步骤S2是充电开始前的预冷却，步骤S5是充电过程中的主冷却。在步骤S2的预冷却时，处于没有充电电流流过电池4的状态，在步骤S5的主冷却时，变为充电电流在电池4中流动的状态。
ECU 5判定从外部电源的充电是否完成(步骤S6)。在步骤S6中，判定充电插头是否从充电口取出。ECU 5判断与外部电源的连接是否解除。此外，在步骤6中，也可以判定从外部电源对电池4的通电是否结束而判定是否充电完成。
在从外部电源的充电未完成的情况(步骤S6：否)下，该控制例程返回步骤S5。ECU5直到充电完成为止持续步骤S5中的冷却控制。
在从外部电源的充电已完成的情况(步骤S6：是)下，ECU 5控制切换阀102以使得冷却回路100的第一回路110变得可流通，并且使电风扇108以及电动泵101停止(步骤S7)。在步骤S7中，虽然使第一回路110可流通，但是由于电动泵101停止，因此冷却液不会在第一回路110中流动。通过实施步骤S7，电池4的冷却状态从强制对流下的冷却转换为自然对流下的冷却。在实施步骤S7之后，该控制例程结束。
如以上所说明的，根据第一实施方式的冷却装置1，能够根据车辆Ve的状态高效地分别冷却电池4和PCU 3。通过电绝缘性高的冷却液能够直接冷却电池单元40，并且通过使电池单元40浸没在液体中，对于行驶中的电池4的发热，能够通过不流过冷却液的自然对流下的冷却而实现必要量的散热。也就是说，在行驶过程中，能够使冷却液仅在配置有发热较大的PCU 3以及发动机2的第一回路110中流动，而不使冷却液流过电池4。由此，在行驶过程中，由于能够将冷却液和散热器104进行的散热集中在对PCU 3以及发动机2的冷却，因此PCU 3以及发动机2的冷却性提高。由此，可见能够减少PCU 3的功率半导体损耗和减少发动机2的铜损。此外，由于在行驶过程中不需要使电动泵101为了电池4而工作，因此行驶模式下的电力消耗改善。
此外，虽然在充电过程中，特别是在快速充电过程中电池4的发热增加，但是通过将模块盒42内的冷却液从自然对流切换为强制对流，能够满足电池4的冷却性。另外，由于在充电过程中PCU 3以及发动机2不工作，因此PCU 3以及发动机2中不会发热。由此，在充电过程中，能够使冷却液仅在电池4侧的第二回路120中流动。
此外，在冷却回路100中，由于能够简化散热器104的出口侧的配管(路径)，因此能够减少或缩短配管。由此，能够简化冷却回路100的结构，并且能够实现冷却要素的低成本化。
此外，根据冷却装置1，由于能够减少冷却所需的冷却液的流量，因此能够减小电动泵101的容量。另外，在现有构成中，为了冷却电池必须使用于电池的电动泵始终工作，与此相比，本发明能够削减电动泵的数量。由此，能够简化冷却回路100的结构，并且能够实现冷却要素的低成本化。
另外，可以构成上述第一实施方式的变形例。首先，作为第一实施方式的变形例，可以设置冷却器来代替散热器104。在冷却器的情况下，不需要电风扇108。该冷却器配置在汇合液路106与吸入液路107之间，是在制冷循环的冷却剂与冷却回路100的冷却液之间进行热交换的热交换器。由此，ECU 5使制冷循环工作以代替使电风扇108工作。由此，在冷却器中流动制冷循环的冷却剂，利用制冷循环的冷却剂能够冷却冷却回路100的冷却液。
此外，作为另一变形例，可以变更电池4的液浸结构。关于电池4液浸于冷却液中，为了增大热容，可以构成为增大模块盒42。例如，如图7所示，在另一变形例中，具有多个电池模块41收容在一个模块盒42中的液浸结构。在图7所示的例子中，具有收容四个电池模块41的第一模块盒42A和收容六个电池模块41的第二模块盒42B。第一模块盒42A配置在上游侧。第二模块盒42B配置在下游侧。然后，第一模块盒42A的流出口与第二模块盒42B的流入口连接。由此，冷却液在第一模块盒42A以及第二模块盒42B内向对角流动。
此外，作为又一变形例，也可以在图6的步骤S1中，代替判定充电连接是否完成，而是构成为ECU 5判定车辆Ve是否处于从外部电源充电的充电准备状态。充电准备状态包括检测到车辆Ve的充电口已打开的情况、检测到充电插头与车辆Ve的充电口已连接的情况。
此外，作为另一变形例，也可以在冷却回路100中代替切换阀102而配置有能够分配任意流量的流量调节阀。流量调节阀配置在第一回路110与第二回路120的分支点处，是将在第一回路110中流动的冷却液的流量和在第二回路120中流动的冷却液的流量分配为任意流量的阀。也就是说，流量调节阀是流量控制单元。根据该流量调节阀，能够使冷却液在第一回路110和第二回路120这两者中流动。另外，该流量调节阀由ECU 5控制。ECU 5通过执行流量调节阀的流量控制，从而控制在第一回路110内流动的冷却液的流量，并且控制在第二回路120内流动的冷却液的流量。例如，可以在行驶过程中在冷却液在第一回路110以及第二回路120中流动的状态下，ECU 5控制电动泵101以及流量调节阀，使得在第一回路110中流动的冷却液的流量比在第二回路120中流动的冷却液的流量多。另外，可以在从外部电源对电池4充电的过程中在冷却液在第一回路110以及第二回路120中流动的状态下，ECU 5控制电动泵101以及流量调节阀，使得在第二回路120中流动的冷却液的流量比在第一回路110中流动的冷却液的流量多。另外，可以在处于充电准备状态的情况下在冷却液在第一回路110以及第二回路120中流动的状态下，ECU 5控制电动泵101以及流量调节阀，使得在第二回路120中流动的冷却液的流量比在第一回路110中流动的冷却液的流量多。
此外，作为又一变形例，ECU 5可以仅在充电准备状态以及充电过程中的其中一个状态下，控制电动泵101以及流量调节阀以使得在第二回路120中流动的冷却液的流量比在第一回路110中流动的冷却液的流量多。也就是说，在上述第一实施方式中，在充电准备状态和充电过程中这两种状态下都使冷却液流过第二回路120，但是本发明不限于此。例如，可以在充电过程中的情况下驱动电动泵101，而在充电准备状态的情况下使电动泵101停止。在该情况下，流量调节单元也可以是切换阀102和流量调节阀中的任一个。
(第二实施方式)
图8是示出第二实施方式中的车辆的冷却装置的示意性构成的示意图。另外，在第二实施方式的说明中，对于与第一实施方式相同的构成省略说明，引用其参考标号。
如图8所示，在第二实施方式的冷却装置1A中，冷却回路100A的第二回路120A构成为包括热交换器109。在第二回路120A内，热交换器109设置在切换阀102与电池4之间。该热交换器109由冷却器构成，该冷却器在第二回路120A中流动的冷却液与制冷循环的冷却剂之间进行热交换。另外，省略了关于制冷循环的详细结构的图示。
具体地，第二回路120A构成为，从电动泵101喷出的冷却液从切换阀102经由热交换器109流过电池4。切换阀102的第二喷出口与第三供给液路123连接。
第三供给液路123是切换阀102与热交换器109之间的液路，是将从切换阀102流入第二回路120A的冷却液供给至热交换器109的液路。在切换阀102与第二回路120A可流通地连接的状态下，电动泵101喷出的冷却液通过切换阀102供给至热交换器109。此时，切换阀102能够控制从第三供给液路123流入热交换器109内的冷却液的流量。
构成热交换器109的冷却器与空调的制冷循环相连。由此，如果制冷循环工作，则在热交换器109的内部流动制冷循环的冷却剂。制冷循环中设有压缩机。通过该压缩机工作，制冷循环工作，制冷循环的冷却剂被供给至热交换器109。此外，在第二回路120A中，热交换器109的流出口与第四供给液路124连接。
第四供给液路124是热交换器109与电池4之间的液路，是将从热交换器109流出的冷却液供给至电池4的液路。在第二回路120A中，经热交换器109冷却后的冷却液被供给至电池4。
图9是示出行驶状态下冷却回路的可流通路径的示意图。如图9所示，在行驶状态下，由于冷却液仅在第一回路110中流动，因此不需要在第二回路120A侧的热交换器109中进行的热交换。ECU 5能够在行驶过程中停止制冷循环的压缩机，从而停止热交换器109进行的热交换。这意味着，不需要使制冷循环的压缩机工作来冷却电池4。也就是说，在充电过程中，在由于来自驾驶员的空调操作产生车厢的制冷请求的情况下，能够使制冷循环的压缩机工作来对车厢制冷。
图10是示出充电状态下冷却回路的可流通路径的示意图。如图10所示，在充电状态下，由于冷却液仅在第二回路120A中流动，因此能够在热交换器109中进行冷却液与冷却剂之间的热交换。在该情况下，不一定需要进行热交换器109处的热交换。也就是说，构成为在充电过程中满足规定的条件的情况下，进行热交换器109处的热交换。
在通过热交换器109进行热交换的情况下，ECU 5在充电过程中使制冷循环的压缩机工作。由于该制冷循环是构成为车厢制冷用的装置，因此制冷循环的冷却剂的温度比在第二回路120A中流动的冷却液的温度低。由此，如果通过热交换器109使冷却剂与冷却液进行热交换，则冷却液的热量转移至冷却剂，冷却液被冷却。此外，由于在第二回路120A中，在电池4的上游侧配置有热交换器109，因此在充电过程中冷却液在第二回路120A中循环，从而能够将经热交换器109冷却后的冷却液供给至电池4，电池4的冷却性能提高。
图11是示出第二实施方式的冷却控制流程的流程图。另外，图11所示的控制由ECU5执行。
图11中示出的步骤S11～S13是与上述图6的步骤S1～S3相同的处理。另外，在第二实施方式中，上述步骤S3的规定值作为第一规定值用于步骤S13的判定处理。
在电池4的盒体内的冷却液的温度高于第一规定值的情况(步骤S13：是)下，ECU 5判定外部气温是否高于第二规定值(步骤S14)。例如，第二规定值设定为35℃。步骤S14中使用的第二规定值也可以设定在35℃左右的范围内。
在外部气温为第二规定值以下的情况(步骤S14：否)下，该控制例程返回步骤S12。在充电准备状态下，在电池4内的冷却液的温度超过第一规定值且外部气温为第二规定值以下的情况下，ECU 5实施步骤S12，从而实施充电开始前的预冷却。该预冷却是不伴随着热交换器109的热交换的冷却方式，该预冷却持续至电池4内的冷却液的温度变为第一规定值以下。
在外部气温高于第二规定值的情况(步骤S14：是)下，ECU 5使制冷循环工作(步骤S15)。在步骤S15中，使制冷循环工作，在热交换器109中流动制冷循环的冷却剂。在第二规定值设定为35℃的情况下，在热交换器109中流动的冷却剂的温度可以设定为比外部气温低约20℃以上。
在实施步骤S15后，该控制例程返回步骤S12。在充电准备状态下，在电池4内的冷却液的温度超过第一规定值且外部气温超过第二规定值的情况下，ECU 5实施步骤S12和步骤S15，从而实施充电开始前的预冷却。该预冷却是伴随热交换器109处的热交换的冷却方式，该预冷却持续至电池4内的冷却液的温度变为第一规定值以下。
在电池4的盒体内的冷却液的温度为第一规定值以下的情况(步骤S13：否)下，ECU5开始从外部电源对电池4的充电(步骤S16)。步骤S16是与上述图6的步骤S4相同的处理。
此外，在从外部电源充电的过程中，ECU 5控制切换阀102以使得冷却回路100A的第二回路120A变得可流通，并且使制冷循环、电风扇108、以及电动泵101工作(步骤S17)。在步骤S17中，如上述图10所示，进行控制以使得冷却液仅在电池4侧的第二回路120A中流动。步骤S17为主冷却。在作为预冷却仅使步骤S12持续的情况下，在步骤S17中，ECU 5使制冷循环工作。另一方面，在作为预冷却而使步骤S12以及步骤S15持续的情况下，在步骤S17中，继续在步骤S15中开始的冷却控制。
ECU 5判定从外部电源对电池4的充电是否完成(步骤S18)。步骤S18是与上述图6的步骤S6相同的处理。
在从外部电源的充电已完成的情况(步骤S18：是)下，ECU 5控制切换阀102以使得冷却回路100A的第一回路110变得可流通，并且使制冷循环、电风扇108以及电动泵101停止(步骤S19)。在步骤S19中，虽然第一回路110变得可流通，但是由于电动泵101停止，因此冷却液不会在第一回路110中流动。通过实施步骤S19，电池4的冷却状态从强制对流下的冷却转换为自然对流下的冷却。在实施步骤S19之后，该控制例程结束。
如以上所说明的，根据第二实施方式，由于在第二回路120A中，在电池4的上游侧配置了热交换器109，因此通过使制冷循环的冷却剂在热交换器109中流动，能够将由热交换器109冷却后的冷却液供给至电池4。由此，能够高效地冷却充电过程中特别是快速充电过程中的电池4。
此外，即使在外部气温高的情况下，也能够及早降低电池4的盒体内的冷却液的温度。由此，在外部气温高的情况下，通过在预冷却时通过热交换器109进行冷却液的冷却，能够缩短电池4内的冷却液的温度变为第一规定值以下的冷却时间(预冷却实施时间)。由此，能够缩短从外部电源开始充电之前的时间。
此外，在快速充电过程中，由于能够通过热交换器109和散热器104这两者对电池4中的发热进行散热，因此能够抑制电池4的温度急剧上升。由此，能够减小施加于电池单元40的电解质的热负载，能够抑制电池单元40的劣化。由此，能够抑制电池4的功能下降。
另外，作为第一实施方式的变形例的上述各种变形例的构成也能够应用于上述第二实施方式。
标号的说明
1、1A 冷却装置
2 发动机
3 功率控制单元(PCU)
4 电池
5 控制装置(ECU)
40 电池单元
41 电池模块
42 模块盒
100、100A 冷却回路
101 电动泵
102 切换阀
103 油冷却器
104 散热器
105 喷出液路
106 汇合液路
107 吸入液路
108 电风扇
109 热交换器
110 第一回路
111 第一供给液路
112 第二供给液路
113 第一连接液路
120，120A 第二回路
121，123 第三供给液路
122 第二连接液路
124 第四供给液路
P 汇合点
Ve 车辆。

Claims (11)

1.一种车辆的冷却装置，其具备：
电池，其能够利用从外部电源供给的电力进行充电；
发动机，其利用来自所述电池的电力而输出用于行驶的动力；
功率控制单元，其将所述电池的直流电转换为交流电并供给至所述发动机；
冷却回路，使用于冷却所述电池以及所述功率控制单元的冷却液在该冷却回路中循环；
电动泵，其设置于所述冷却回路，使冷却液循环；
散热器，其设置于所述冷却回路，使在所述冷却回路中循环的所述冷却液散热；以及
控制部，其控制在所述冷却回路中循环的冷却液的流量，
该车辆的冷却装置的特征在于，
所述冷却回路具有：
第一回路，其使从所述电动泵喷出的冷却液经由所述功率控制单元进行循环；
第二回路，其与所述第一回路并联连接，使从所述电动泵喷出的冷却液不经由所述功率控制单元而是经由所述电池进行循环；以及
流量控制单元，其控制在所述第一回路中流动的冷却液的流量与在所述第二回路中流动的冷却液的流量的比例，
所述第二回路具有热交换器，该热交换器配置在所述流量控制单元与所述电池之间，在制冷循环的冷却剂与所述冷却液之间进行热交换，
在利用所述外部电源的电力对所述电池进行充电的充电过程中的情况下，所述控制部控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量与在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量相比更多，
在所述充电过程中的情况下，所述控制部使所述制冷循环工作，通过利用所述热交换器使所述冷却液与所述冷却剂进行热交换，从而冷却所述冷却液。
2.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
所述电池具备由多个电池单元组成的多个电池模块、和收容所述电池模块的多个模块盒，
在各个模块盒的内部，所述电池模块浸没在所述冷却液中，且所述冷却液与所述电池单元之间进行直接热交换，
在从上方观察该模块盒的情况下，所述模块盒具有大致长方体形状，冷却液的流入口以及冷却液的流出口设置在彼此对角位置的附近。
3.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
当利用所述发动机输出的动力进行行驶的行驶过程中，所述控制部控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量与在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量相比更多。
4.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
在检测到处于要从所述外部电源对所述电池充电的充电准备状态的情况下，所述控制部控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量与在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量相比更多。
5.根据权利要求4所述的车辆的冷却装置，其中，
在检测到处于所述充电准备状态且所述电池的温度超过规定值的情况下，所述控制部控制所述电动泵以及所述流量控制单元，使在所述电池侧的所述第二回路中流动的冷却液的流量与在所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动的冷却液的流量相比更多，直到所述电池的温度变为所述规定值以下。
6.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
在所述第一回路中设置油冷却器，该油冷却器在用于冷却所述发动机的油与所述冷却液之间进行热交换。
7.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
还具备向所述散热器送去冷却风的电风扇，
在所述充电过程中的情况下，所述控制部使所述电风扇工作，通过所述电风扇的冷却风冷却所述散热器。
8.根据权利要求1所述的车辆的冷却装置，其中，
在检测到处于要从所述外部电源对所述电池充电的充电准备状态、所述电池的温度超过规定值且外部空气的温度超过第二规定值的情况下，所述控制部使所述制冷循环工作，通过利用所述热交换器使所述冷却液与所述冷却剂进行热交换而冷却所述冷却液，直到所述电池的温度变为所述规定值以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆的冷却装置，其中，
所述流量控制单元为将冷却液能够流动的路径切换为所述第一回路或所述第二回路的切换阀，
在所述充电过程中的情况下，所述控制部控制所述切换阀从而切换路径，使得冷却液仅在所述第一回路和所述第二回路中的所述电池侧的所述第二回路中流动。
10.根据权利要求9所述的车辆的冷却装置，其中，
在利用所述发动机输出的动力进行行驶的行驶过程中，所述控制部控制所述切换阀从而切换路径，使得冷却液仅在所述第一回路和所述第二回路中的所述功率控制单元侧的所述第一回路中流动。
11.根据权利要求9所述的车辆的冷却装置，其中，
在检测到处于要从所述外部电源对所述电池充电的充电准备状态、且所述电池的温度超过规定值的情况下，所述控制部控制所述切换阀，使得冷却液仅在所述第一回路和所述第二回路中的所述电池侧的所述第二回路中流动，直到所述电池的温度变为所述规定值以下。
CN202010592348.XA 2019-06-25 2020-06-24 车辆的冷却装置 Active CN112124150B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-117849 2019-06-25
JP2019117849A JP7222321B2 (ja) 2019-06-25 2019-06-25 車両の冷却装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112124150A CN112124150A (zh) 2020-12-25
CN112124150B true CN112124150B (zh) 2023-10-27

Family

ID=73850207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010592348.XA Active CN112124150B (zh) 2019-06-25 2020-06-24 车辆的冷却装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11518273B2 (zh)
JP (1) JP7222321B2 (zh)
CN (1) CN112124150B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021102541B4 (de) 2021-02-04 2022-08-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Konditionierung eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs
CN113442701A (zh) * 2021-06-29 2021-09-28 东风汽车集团股份有限公司 一种适用于电动汽车的液冷控制方法及系统
CN114267907B (zh) * 2021-12-24 2023-10-13 华北电力大学 一种电池储能的热安全管理系统、控制方法及其应用
WO2023163976A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 Tesla, Inc. Passive fluid flow controlling device and system
DE102022210733A1 (de) 2022-10-12 2024-04-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Thermisch optimiertes Verfahren zum Durchführen eines Ladevorgangs einer fahrzeugseitigen Batterie

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010064651A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用モータ駆動系の温調制御装置
JP2011182585A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Honda Motor Co Ltd 充電制御装置および充電制御装置が搭載された車両
JP2012093047A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Mitsubishi Electric Corp 冷却システム
JP2019029329A (ja) * 2017-10-19 2019-02-21 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム
CN109818102A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 现代自动车株式会社 用于车辆的高压电池的冷却和加热系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415847A (en) * 1981-08-07 1983-11-15 Energy Development Associates, Inc. Method and apparatus for supplying cooling liquid to a storage battery
EP1051794B1 (de) * 1998-01-26 2003-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Kühlsystem und verfahren zur kühlung eines generators
JP2002352866A (ja) 2001-05-28 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 電気自動車のバッテリ冷却装置
JP2005129359A (ja) 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP4715708B2 (ja) * 2006-10-03 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 電動車両および車両充電システム
JP4665911B2 (ja) 2007-02-07 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 冷却システム
JP2011121551A (ja) 2009-12-14 2011-06-23 Toyota Motor Corp 車両の熱制御装置
US9290101B2 (en) * 2010-11-22 2016-03-22 Honda Motor Co., Ltd. Power control unit for electric vehicle with converters cooled by surfaces of a cooling unit
CN103415989A (zh) * 2011-03-16 2013-11-27 丰田自动车株式会社 变换器的过热保护控制装置和变换器的过热保护控制方法
JP2014073802A (ja) 2012-10-05 2014-04-24 Toyota Motor Corp 電気自動車用の冷却システム
JP2015116872A (ja) 2013-12-17 2015-06-25 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ ハイブリッド車両の暖機装置
JP2015123922A (ja) 2013-12-27 2015-07-06 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ ハイブリッド車両のバッテリ冷却装置
JP6028756B2 (ja) 2014-03-19 2016-11-16 トヨタ自動車株式会社 電池温度調節装置
JP2016137773A (ja) 2015-01-26 2016-08-04 カルソニックカンセイ株式会社 冷却水循環装置
EP3446909B1 (en) * 2017-07-27 2020-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery cooling system
US20190047429A1 (en) * 2017-08-11 2019-02-14 Valvoline Licensing And Intellectual Property Llc System and Method for Rapid Charge Battery Cooling Station
JP7027910B2 (ja) * 2018-01-25 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP7163785B2 (ja) * 2019-01-17 2022-11-01 トヨタ自動車株式会社 車両および車両の制御方法
JP7111082B2 (ja) * 2019-09-30 2022-08-02 トヨタ自動車株式会社 冷却システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010064651A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用モータ駆動系の温調制御装置
JP2011182585A (ja) * 2010-03-02 2011-09-15 Honda Motor Co Ltd 充電制御装置および充電制御装置が搭載された車両
JP2012093047A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Mitsubishi Electric Corp 冷却システム
JP2019029329A (ja) * 2017-10-19 2019-02-21 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム
CN109818102A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 现代自动车株式会社 用于车辆的高压电池的冷却和加热系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20200406783A1 (en) 2020-12-31
US11518273B2 (en) 2022-12-06
CN112124150A (zh) 2020-12-25
JP2021005927A (ja) 2021-01-14
JP7222321B2 (ja) 2023-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112124150B (zh) 车辆的冷却装置
US8703311B2 (en) Vehicle battery cooling device
US11342603B2 (en) Thermal management of traction battery based on electric current of traction battery
CN107017440B (zh) 包括热电装置的电池热管理系统
US20100100266A1 (en) Thermal management system for vehicle
KR102522330B1 (ko) 차량용 배터리의 열관리 시스템
US11731483B2 (en) Temperature adjustment circuit
EP3663116A1 (en) Cooling system for eco-friendly vehicle
US10710470B2 (en) Vehicular cooling system
CN113226832B (zh) 车辆
CN111788082B (zh) 用于电驱动车辆的热调节系统和包括这种系统的车辆
CN112825376A (zh) 电池温度管理装置
CN113195293B (zh) 车辆
US11279257B2 (en) Valve module for a cooling system of an electric vehicle
CN112572099A (zh) 车辆控制装置
CN113195290B (zh) 温度调整回路
JP2022505576A (ja) 着脱可能バッテリモジュールを冷却するための冷却システムを備えた電気自動車又はハイブリッド車
JP2014058241A (ja) 電気自動車用のバッテリ温度調整システム
CN112060865A (zh) 电动汽车的热管理系统
JP7400261B2 (ja) 車両の電気系冷却システム
CN112208322B (zh) 车辆用冷却装置的控制装置
US20230378564A1 (en) Battery Thermal Management System for Vehicle
EP4113704A1 (en) A cooling system, and a method of controlling a cooling system
CN117863975A (zh) 充电系统、电池及车辆
CN118046731A (zh) 车辆热管理系统及车辆

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