CN115315844A - 车辆、热交换板以及电池组 - Google Patents
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Abstract
提供一种具备使用了制冷剂和冷却液的混合动力式热交换板的车辆等。车辆具备将电池模块进行冷却的第一热交换板以及第二热交换板,第一热交换板具备第一冷却液层和制冷剂层,第二热交换板具备第二冷却液层,所述第一冷却液层与所述第二冷却液层经由冷却液层连接通路连接。
Description
技术领域
本公开涉及一种车辆、热交换板以及电池组。
背景技术
在混合动力汽车、电动汽车中搭载有向作为驱动源的马达供给电力的车载电池。已知一种同时供给制冷剂和冷却液这两者来抑制车载电池的温度上升的热交换器(参照专利文献1)。
专利文献1公开了一种车辆用的电源装置,该电源装置具备:电池块,其由多个电池单体连结而成;冷却板,其与电池单体热耦合,通过被供给的制冷剂来将电池单体进行冷却;冷却机构,其向冷却板供给制冷剂;以及控制电路,其控制冷却机构来控制冷却板的冷却状态,其中,所述车辆用的电源装置一边高效且迅速地将电池进行冷却,一边减小电池单体的温度差来防止由于电池单体的不平衡导致的不良影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-50000号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的目的在于提供一种使用了制冷剂和冷却液的混合式热交换板、具备该混合式热交换板的车辆、以及电池组。
用于解决问题的方案
本公开提供一种车辆,具备:制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;第一热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的第一冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;第一电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述第一热交换板的所述第一面配置;第二热交换板,其具有第三面以及与所述第三面相反的第四面,具备使冷却液在所述第三面与所述第四面之间循环的第二冷却液层;第二电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述第二热交换板的所述第三面配置;车身,其收容所述制冷剂回路、所述冷却液回路、所述第一热交换板、所述第一电池模块组、所述第二热交换板以及所述第二电池模块组;第一车轮和第二车轮,所述第一车轮及所述第二车轮与所述车身相结合;以及电动机,其使用从所述第一电池模块组和所述第二电池模块组中的至少一方供给的电力来驱动所述第一车轮,所述车辆能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶,其中,所述第一冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,所述第一热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,所述制冷剂回路与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,所述第一热交换板具备供所述冷却液朝向所述第一冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述第一冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,所述第一冷却液层与所述第二冷却液层经由冷却液层连接通路连接。
另外,本公开提供一种热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的第一冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层,所述热交换板能够收容于具有第一电池模块组的车身,所述第一电池模块组具备多个电池模块并沿所述第一面配置,所述车身还能够收容:制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;第二热交换板,其具有第三面以及与所述第三面相反的第四面,具备使冷却液在所述第三面与所述第四面之间循环的第二冷却液层;以及第二电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述第二热交换板的所述第三面配置,所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述第一电池模块组和所述第二电池模块组中的至少一方供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶的车辆,所述第一冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,所述制冷剂输入部和所述制冷剂输出部能够与所述制冷剂回路连接,所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述第一冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述第一冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液输入部及所述冷却液输出部能够与所述冷却液回路连接,所述第一冷却液层与所述第二冷却液层能够经由冷却液层连接通路连接。
另外,本公开提供一种电池组,具备:第一热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的第一冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;以及第一电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述第一面配置,所述电池组能够收容于车身,所述车身还能够收容:制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;第二热交换板,其具有第三面以及与所述第三面相反的第四面,具备使冷却液在所述第三面与所述第四面之间循环的第二冷却液层;以及第二电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述第二热交换板的所述第三面配置,所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述第一电池模块组和所述第二电池模块组中的至少一方供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶的车辆,所述第一冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,所述第一热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,所述制冷剂输入部和所述制冷剂输出部能够与所述制冷剂回路连接,所述第一热交换板具备供所述冷却液朝向所述第一冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述第一冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液输入部及所述冷却液输出部能够与所述冷却液回路连接,所述第一冷却液层与所述第二冷却液层能够经由冷却液层连接通路连接。
发明的效果
根据本公开,能够提供一种使用制冷剂和冷却液的混合式热交换板、具备该混合式热交换板的车辆、以及电池组。
附图说明
图1是示出调整电池模块组10的温度的热交换板21的概念图。
图2是电池模块组10和热交换板21的截面图。
图3是图1所示的热交换板21的分解立体图。
图4是示出热交换板21搭载于车辆100的搭载例的概念图。
图5是示出具备本公开的热交换板21的电池温度调整系统1的第一实施方式的回路图。
图6是示出测量使用了制冷剂和冷却液这两方的热交换板21的冷却速度所得到的实验结果的表。
图7是示出决定这样的第一压缩机51的输出值β的值的函数f(Tf-Taim)的曲线图。图8是示出通过本公开的电池温度调整系统1进行的冷却液的流量控制的实施例的流程图。
图9是示出计算泵P的输出值的计算逻辑的两种曲线图(曲线图A和曲线图B)。
图10是汇总了表示与压缩机的转速相应的压缩机油的状态的实验结果的表。
图11是示出回油的控制例的流程图。
图12是示出本公开的第二实施方式所涉及的、具备热交换板21的电池温度调整系统1B的回路图。
图13是示出通过本公开的电池温度调整系统1B进行的、冷却液的流量控制的实施例的流程图。
图14是示出能够在本公开的电池温度调整系统1或1B中使用的、变形例所涉及的热交换板70的图,(a)是俯视图,(b)是载置有电池模块组10的状态的侧视截面图。
图15是示出还具备不具有制冷剂层40的第三热交换板21C的、变形例所涉及的热交换板70的图,(a)是俯视图,(b)是载置有电池模块组10的状态的侧视截面图。
图16是示出能够收容于车身102的电池组90的一例的概念图。
具体实施方式
下面,适当地参照附图来对具体地公开了本公开所涉及的车辆、热交换板以及电池组的实施方式(下面,称为“本实施方式”)详细地进行说明。但是,有时省略不必要的详细说明。例如,有时省略已熟知的事项的详细说明、针对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗长,使本领域技术人员容易理解。此外,附图和下面的说明是为了使本领域技术人员充分地理解本公开而提供的,并不用于通过它们来限定权利要求书所记载的主题。
(实施方式1)
图1是示出调整电池模块组10的温度的热交换板21的概念图。
电池模块组10具有多个电池模块11。电池模块11例如是蓄积作为混合动力汽车或电动汽车中的行驶用马达的驱动源的电能的电池,是需要进行冷却、加热等温度调整的部件。
热交换板21使用后述的冷却液和制冷剂来进行电池模块组10中包括的电池模块11的温度调整。热交换板21具有第一面22以及与第一面22相反的第二面23。如图所示,电池模块组10沿热交换板21的第一面22配置。在图1中,电池模块组10以分为两列且每列各载置有五个电池模块11的方式在热交换板21的第一面22上排列,但关于电池模块11的排列并无特别限定。因此,在下述的说明中,有时将多个电池模块11统一地图示及表述为一个构件。
在此,为了容易理解,如各图所示那样规定由x轴、y轴、z轴构成的正交坐标系。z轴与x轴及y轴垂直。另外,各轴的正方向规定为图1中的箭头的方向,负方向规定为与箭头相反的方向。在此,有时将x轴的正方向表述为“前侧”,将x轴的负方向表述为“后侧”,将y轴的正方向侧表述为“右侧”,将y轴的负方向侧表述为“左侧”,将z轴的正方向侧表述为“上侧”,将z轴的负方向侧表述为“下侧”。
图2是电池模块组10和热交换板21的截面图。
与图1同样地,电池模块组10沿热交换板21的第一面22配置。热交换板21具备冷却液层30和制冷剂层40。冷却液层30使冷却液在热交换板21的第一面22与所述第二面23之间循环(参照图3)。冷却液例如是包含乙二醇的防冻液。制冷剂层40使制冷剂在热交换板21的第一面22与第二面23之间循环(参照图3)。制冷剂可以是气体(gas)与液体混合而成的两相状态的制冷剂,作为一例是HFC(Hydrofluorocarbon:氢氟烃)。但是,制冷剂也可以是HFC以外的制冷剂。在冷却液层30与制冷剂层40之间可以存在中间面24。该中间面24配置于第一面22与第二面23之间。
冷却液层30的至少一部分与制冷剂层40重叠地配置。在图2所示的结构例中,冷却液层30的大致整体与制冷剂层40重叠地配置。但是,例如在制冷剂层40的x轴方向上的尺寸比冷却液层30的x轴方向上的尺寸小的情况下,冷却液层30的一部分与制冷剂层40重叠。在该情况下,在冷却液层30与制冷剂层40重叠的部分进行冷却液与制冷剂之间的热交换。虽然省略图示,但也可以是如将x轴方向上的尺寸小的制冷剂层40埋入x轴方向上的尺寸大的冷却液层30的中央附近那样的构造。
在冷却液层30与制冷剂层40重叠的部分,冷却液层30能够配置于所述制冷剂层40与电池模块组10之间。在图2所示的结构例中,冷却液层30配置于比制冷剂层40更靠上侧(靠近电池模块组10的一侧)的位置。但是,冷却液层30与制冷剂层40的位置关系也可以与之相反。即,在冷却液层30与所述制冷剂层40重叠的部分,制冷剂层40能够配置于冷却液层30与电池模块组10之间。
冷却液层30具备供冷却液流动的冷却液通路31。制冷剂层40具备供制冷剂流动的制冷剂通路41。制冷剂通路41的容积可以比冷却液通路31的容积小。关于冷却液通路31和制冷剂通路41,参照图3及之后的附图在后文中详细地叙述。
将冷却液通路31的高度(图中的z方向上的长度)的平均值设为hcool,将制冷剂通路41的高度(图中的z方向上的长度)的平均值设为href。此时,制冷剂通路41的高度的平均值href可以比冷却液通路31的高度的平均值hcool小。
图3是图1所示的热交换板21的分解立体图。图4是示出热交换板21搭载于车辆100的搭载例的概念图。参照图3和图4对热交换板21的构造、以及热交换板21搭载于车辆100的搭载例进行说明。
本公开的热交换板21是一并使用在制冷剂层40中流动的制冷剂和在冷却液层30中流动的冷却液的混合式,由此能够根据电池模块组10的发热特性来进行电池温度调整控制。
首先,参照图4来说明车辆100。车辆100具备车轮101和车身102。车身102收容热交换板21。另外,如图1和图2所示,电池模块组10沿热交换板21的第一面22配置,因此车身102也收容电池模块组10。即,车身102收容热交换板21和电池模块组10。在图示的例子中,热交换板21和电池模块组10载置于车身102的底面103之上。此外,车身102还收容参照图5及之后的附图在后文中叙述的第一制冷剂回路5、冷却液回路6、管理装置7、第二制冷剂回路8等。
车轮101可以包括与车身102相结合的第一车轮101a及第二车轮101b。车轮101还可以包括与车身102相结合的第三车轮101c及第四车轮101d,代表性地,车辆100为四轮汽车。但是,车辆100也可以是两轮摩托车、自动三轮车等具有四轮以外的车轮的车辆(包括五轮及以上)。
车身102将第一车轮101a与第二车轮101b结合。车身102所具备的、省略了图示的电动机使用从电池模块组10供给的电力来驱动所述第一车轮101a。另一方面,第二车轮101b也可以不是驱动轮而是转向轮。其中,电动机也可以驱动第一车轮101a以外的车轮。电动机的数量不限于一个,例如在四轮驱动的汽车等情况下,也可以是第一电动机驱动第一车轮101a,第二电动机驱动第二车轮101b。
车辆100能够使用第一车轮101a和第二车轮101b来在规定的方向(设为第一方向)上行驶。车身102能够构成这样的车辆100。此外,将与第一方向正交的方向设为第二方向。第二方向可以是车辆100的水平方向。但是,第二方向也可以不是车辆100的水平方向。
接着,参照图3和图4来对能够收容于车辆100的热交换板21的结构进行说明。热交换板21的冷却液层30能够沿上述的第一方向配置。热交换板21的制冷剂层40能够沿上述的第一方向配置。
热交换板21在上述的第一方向上具有第一宽度。热交换板21在上述的第二方向上具有第二宽度。此时,能够使第一宽度比第二宽度长。在将第二方向设为车辆100的水平方向的图示出的例子中,热交换板21的长边方向沿着第一方向,热交换板21的短边方向沿着第二方向。
制冷剂输入部40A及制冷剂输出部40B与参照图5及之后的附图在后文中叙述的第一制冷剂回路5或者参照图12及之后的附图在后文中叙述的第二制冷剂回路8连接。虽然在后文中叙述,但代表性地,第一制冷剂回路5用于使通过膨胀阀而被减压后的气液两相的制冷剂从制冷剂输入部40A进入制冷剂层40,并在制冷剂层40中流动。在制冷剂层40中流动的制冷剂吸收从冷却液层等接受到的热而逐渐气体化,通过制冷剂输出部40B并被排出。即,制冷剂层40所具备的制冷剂通路41供所述制冷剂从制冷剂输入部40A朝向制冷剂输出部40B流动。在图3和图4中,用箭头表示该制冷剂的流动方向。
在此,热交换板21具有在上述的第一方向上与上述的一个端部相反的另一个端部。热交换板21的一个端部可以是比热交换板21的另一个端部更靠近车辆100的前方部的一侧。车辆100的前方部是指在车辆100中常用的行进方向侧。在图示的例子中,热交换板21的、车辆100的行进方向前侧(x轴的正方向)的端部是一个端部,热交换板21的、车辆100的行进方向后侧(x轴的负方向)的端部是另一个端部。于是,如图所示,热交换板21的、具备制冷剂输入部40A和制冷剂输出部40B的一个端部配置于靠近车辆100的前方部的一侧。在后述的第一制冷剂回路5配置于车辆100的前方部的情况下,可以使用于将制冷剂输入部40A及制冷剂输出部40B与第一制冷剂回路5连接的配管短,能够使配置于车内空间的热交换板21、第一制冷剂回路5的组节省空间。
另一方面,在第一制冷剂回路5配置于车辆100的后方部的情况下,热交换板21的一个端部与另一个端部的位置关系也可以是相反的。即,在该情况下,热交换板21的、具备制冷剂输入部40A及制冷剂输出部40B的一个端部可以是比另一个端部更远离车辆100的前方部的一侧。
并且,制冷剂通路41具备分支制冷剂通路411。分支制冷剂通路411是分支为几个通路后的制冷剂通路。即,分支制冷剂通路至少存在有两条。在图3所示的例子中,制冷剂通路41分支为分支制冷剂通路411A~411D这四条分支制冷剂通路,在图4所示的例子中,制冷剂通路41分支为分支制冷剂通路411A~411F这六条分支制冷剂通路。分支制冷剂通路的数量可以为三条以下,也可以为五条,还可以为七条以上。因而,在将分支制冷剂通路411A、411B、411C、411D…分别表述为第一制冷剂通路、第二制冷剂通路、第三制冷剂通路、第四制冷剂通路…的情况下,制冷剂通路41至少具有第一制冷剂通路和第二制冷剂通路。
此外,能够从具有两条以上(在图3的例子中为四条,在图4的例子中为六条)分支制冷剂通路的制冷剂通路41中选择任意两条分支制冷剂通路,并且分别区分地表述为第一制冷剂通路和第二制冷剂通路。在此,第一制冷剂通路的至少一部分配置于比第二制冷剂通路的至少一部分更靠近第一方向上的一个端部的位置。
在制冷剂通路41内流动的制冷剂在分支制冷剂通路411A~411D(F)的入口(分支部)处分支为多个分支,并且在分支制冷剂通路411A~411D(F)的出口(结合部)处合流。即,制冷剂通路41具有分支为第一制冷剂通路(例如分支制冷剂通路411A)和第二制冷剂通路(例如分支制冷剂通路411B)的分支部、以及所述第一制冷剂通路与所述第二制冷剂通路结合的结合部。
第一制冷剂通路(例如分支制冷剂通路411A)的至少一部分能够沿与上述的第一方向正交的第二方向配置。第二制冷剂通路(例如分支制冷剂通路411B)的至少一部分能够沿与上述的第一方向正交的第二方向配置。在图示的例子中,分支制冷剂通路411A~411D呈直线形状,并且第一制冷剂通路(例如分支制冷剂通路411A)和第二制冷剂通路(例如分支制冷剂通路411B)整体沿第二方向配置。但是,分支制冷剂通路411A~411D(F)不一定是直线形状,也可以局部地存在有不沿着第二方向的部位。
接着,对冷却液层30所具备的冷却液通路31进行说明。冷却液通路31具有第一部分31A和第二部分31B这两个部分。冷却液通路31的第一部分31A能够沿上述的第一方向配置。冷却液通路31的第二部分31B也能够沿上述的第一方向配置。其中,冷却液通路31的第一部分31A与冷却液通路31的第二部分31B中的冷却液的流动方向相反。即,冷却液通路31的第一部分31A的冷却液在上述的第一方向上流动,冷却液通路31的第二部分31B的冷却液在与上述的第一方向相反的方向上流动。
热交换板21具备供冷却液朝向冷却液层30进入的冷却液输入部30A、以及供冷却液从冷却液层30流出的冷却液输出部30B。如图所示,冷却液输入部30A和冷却液输出部30B可以在热交换板21中配置于所述第一方向上的上述的一个端部。通过将冷却液输入部30A和冷却液输出部30B配置于一个端部,能够将供冷却液流动的配管汇集于一处(一个端部),因此能够使收容于车身102的热交换板21的外侧的配管更省空间。另外,能够在车辆100的内部的有限的空间中容易地进行配管的布局。
从冷却液输入部30A朝向冷却液层30进入的冷却液在流过冷却液通路31的第二部分31B之后折返,流过冷却液通路31的第一部分31A,并从冷却液输出部30B流出。冷却液输入部30A及冷却液输出部30B与参照图5及之后的附图在后文中叙述的冷却液回路6连接,通过冷却液回路6所具备的泵P使冷却液流动。
冷却液沿冷却液通路31的长边方向(x轴的正方向、负方向)流动。在图3和图4中用箭头表示冷却液的流动方向的例子。
在图3和图4所示的结构中,制冷剂通路41中的分支制冷剂通路411沿热交换板21的长边方向(上述的第一宽度方向)进行分支。另外,冷却液通路31中的冷却液沿热交换板21的长边方向(上述的第一宽度方向)流动。通过设为这样的结构,如以下所说明的那样,能够减小温度偏差。电池模块组10中包括的电池模块11如图1所示那样排列配置有多个,存在位于电池模块组10的中央部的电池模块容易被热包围的倾向。因此,通过使冷却液沿热交换板21的长边方向流动,来使电池模块组10的中央部分的热沿长边方向释放,由此能够减小温度偏差。另外,通过将分支制冷剂通路411构成为沿热交换板21的长边方向(上述的第一宽度方向)进行分支,能够进一步缩短各分支制冷剂通路411A~411D(F)的长度(与上述的第二宽度相当)。因此,能够降低制冷剂的压力损失,减小温度偏差。
另外,各分支制冷剂通路411A~411D(F)的至少一部分能够沿与上述的第一方向正交的第二方向配置。因而,各分支制冷剂通路411A~411D(F)的至少一部分中的制冷剂会沿与第一方向正交的第二方向流动。另一方面,冷却液通路31的冷却液向上述的第一方向或与第一方向相反的方向流动。于是,在冷却液层30与制冷剂层40重叠的部分,制冷剂的流动方向与冷却液的流动方向大致正交。通过该结构,通过冷却液积极地缓和制冷剂的温度偏差。
图5是示出具备本公开的热交换板21的电池温度调整系统1的第一实施方式的回路图。
电池温度调整系统1具备第一制冷剂回路5、冷却液回路6以及管理装置7。电池温度调整系统1还具备热交换板21和电池模块组10。此外,也可以将热交换板21和电池模块组10容纳于壳体等的内部来构成电池组(参照图16)。
第一制冷剂回路5具备第一压缩机51和第一冷凝器52。第一制冷剂回路5具备供制冷剂在第一冷凝器52与第一压缩机51之间流动的第一制冷剂路径5A和第二制冷剂路径5B。第一制冷剂路径5A和第二制冷剂路径5B在第一制冷剂回路5中并列配置。在第一制冷剂回路5中,制冷剂按图中的箭头所示的方向进行循环。
第一制冷剂回路5的第一制冷剂路径5A具备第一膨胀阀53和蒸发器55。另一方面,第二制冷剂路径5B具备第二电磁阀57和第二膨胀阀54,第二制冷剂路径5B经由第二膨胀阀54而与制冷剂输入部40A及制冷剂输出部40B连接。第一制冷剂路径5A也可以追加地具备配置于第一冷凝器52与蒸发器55之间且第一制冷剂路径5A内的第一电磁阀56。
第一压缩机51、第一冷凝器52、第一膨胀阀53以及蒸发器55可以分别是构成车辆100的室内空调(汽车空调)用的制冷循环的压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。
第二膨胀阀54可以是热力膨胀阀(Thermal eXpansionValve)。第二膨胀阀54可以是构成车辆100的车内空调(汽车空调)用的制冷循环的膨胀阀。另外,第二膨胀阀54控制向电池冷却用热交换器(热交换板21或后述的冷却器59)流入的制冷剂。
第二膨胀阀54可以是交叉充注型的热力膨胀阀。第二膨胀阀54也可以是与第二电磁阀57一体化了的电子式膨胀阀。在本说明书中,将第二电磁阀57打开这样的表述、或者将第二电磁阀57关闭这样的表述也可以是指将与第二电磁阀57一体化了的电子式膨胀阀打开或关闭。
第一电磁阀56是用于控制流过第一制冷剂路径5A的制冷剂的量的电磁阀。
第二电磁阀57是用于切换是否向电池冷却用热交换器(热交换板21或后述的冷却器59)供给制冷剂的阀。第二电磁阀57可以设置于第二膨胀阀54或配管。
在第二膨胀阀54的下游的位置处连接有热交换板21(中的制冷剂通路41),在热交换板21之上载置有电池模块组10。在电池模块组10安装有省略图示的传感器,传感器例如包括电池温度传感器、电流传感器、电压传感器等。在传感器是温度传感器的情况下,该传感器可以设置于电池模块11中的单体主体、汇流条。
冷却液回路6具备贮液器61和泵P,冷却液按图中的箭头所示的方向进行循环。冷却液回路6与冷却液输入部30A及冷却液输出部30B连接(参照图3)。冷却液回路6例如可以在泵P的下游等位置具备加热器62。
贮液器61和泵P可以是构成冷却液回路6的冷却液循环的贮水罐和水泵。加热器62将在冷却液回路6中流动的冷却液进行加热。
管理装置7管理电池模块组10。管理装置7可以是管理电池的单元(BMU)。代表性地,管理装置7可以安装为ECU,但也可以使用CPU等其它信息处理装置来作为管理装置7。
管理装置7管理电池温度调整系统1中包括的各种构成要素。图5所示的信号1~信号11表示管理装置7与各构成要素的通信线路。
例如,管理装置7向第一压缩机51发送表示运行速度的信号(压缩机的驱动信号即信号1)。另外,管理装置7从第一压缩机51获取表示运行状态的信号(从压缩机的逆变器返回的信号2)。
管理装置7向泵P发送表示运行速度的信号(水泵驱动信号即信号3)。管理装置7从泵P获取表示运行状态的信号(信号4)。
管理装置7从电池模块组10获取表示电池模块11的温度的信号(电池单体的温度传感器所示的温度值即信号5)。
管理装置7向第二电磁阀57发送表示阀的开闭的信号(信号6)。
管理装置7从冷却液回路6的温度传感器501获取表示冷却液的温度的信号(信号9)。温度传感器501设置于冷却液回路6中的、热交换板21与贮液器61之间。此外,温度传感器501不限于此,也可以设置于冷却液回路6中的其它部位。
管理装置7经由CAN进行车辆100中的各种信息通信(信号10)。
管理装置7向加热器62发送表示输出的信息(加热器输出信号即信号11)。
在此,也可以由位于车辆100的车内空调(汽车空调)侧的、省略图示的处理单元来管理后述的第一电磁阀56、送风机58等。也可以由管理装置7来管理该第一电磁阀56、送风机58等。
(冷却液的流量控制)
图6是示出测量使用了制冷剂和冷却液这两方的热交换板21的冷却速度所得到的实验结果的表。图6的横轴是从开始通过热交换板21进行冷却起的时间。图6的纵轴是热交换板21的第一面22(板冷却面)的平均温度。在图6所示的表中,描绘有三条曲线C1、C2以及C3。曲线C1、C2以及C3分别表示在热交换板21中的冷却液层30中流动的冷却液的流量为0升/小时、90升/小时以及150升/小时的情况。
如根据图6的表可知的那样,在规定的时刻(在图的例子中,为从开始通过热交换板21进行冷却起经过约60秒时)之前,板冷却面的平均温度的下降速度按照曲线C1、C2、C3的顺序变快。另一方面,在规定的时刻(在图的例子中,为从开始通过热交换板21进行冷却起经过约60秒时)之后,该顺序反转,板冷却面的平均温度的下降速度按照曲线C3、C2、C1的顺序变快。
在此,热交换板21是使用制冷剂和冷却液这两方来将电池模块组10进行冷却的板。因而,根据图6的表可以读取到:在开始通过热交换板21进行冷却时,在形成第一制冷剂回路5中的制冷循环且制冷剂温度下降之前的初始阶段,通过抑制冷却液的循环流量,热交换板21的冷却速度提高。另一方面,若使冷却液的循环流量保持低的状态,则与温度下降了的制冷剂进行了热交换的冷却液不会流遍整个热交换板21,因此能够从图6的表中读取到通过热交换板21将电池模块组10进行冷却的冷却性能下降这一情况。
因而,通过本申请的发明人的深入研究可知:管理装置7控制泵P,由此对流过冷却液层30的冷却液的流量进行可变控制,从而热交换板21能够实现最快的冷却运转启动,能够发挥最佳的冷却性能。
因此,在本公开中,管理装置7控制冷却液的流量,以使流过热交换板21的冷却液层30的冷却液的流量根据从冷却开始时起的经过时间而变化。由此,使热交换板21的冷却性能最佳化。
例如,管理装置7可以控制冷却液的流量,以使第一时刻的流过冷却液层30的冷却液的流量比第二时刻的流过冷却液层30的冷却液的流量少。在此,第一时刻是从冷却开始时起经过规定的经过时间(在图6的例子中为60秒)之前的时刻,第二时刻是从冷却开始时起经过规定的经过时间(在图6的例子中为60秒)之后的时刻。
另外,能够认为在电池模块组10的冷却负荷低的情况下,即使不进行如上述那样的冷却性能的最佳化,也能够实施充分的冷却。因此,在表示通过热交换板21将电池模块组10进行冷却的冷却负荷的大小的值比规定的值大的情况下,管理装置7可以控制所述冷却液的流量,以使第一时刻的流过冷却液层30的冷却液的流量比第二时刻的流过冷却液层30的冷却液的流量少。在此,第一时刻是从冷却开始时起经过规定的经过时间(在图6的例子中为60秒)之前的时刻,第二时刻是从冷却开始时起经过规定的经过时间(在图6的例子中为60秒)之后的时刻。
作为表示电池模块组10的冷却负荷的大小的值,能够使用各种值。表示电池模块组10的冷却负荷的大小的值例如可以是电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度、第一压缩机51的输出值β等。
另外,第一压缩机51的输出值β可以是根据电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度与电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度的目标值之差来决定的值。图7是示出决定这样的第一压缩机51的输出值β的值的函数f(Tf-Taim)的曲线图。在此,Tf是电池模块组10中包括的电池模块11的当前的平均温度。Taim是电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度的目标值(想要通过热交换板21进行冷却来达到的目标温度)。图7所示的曲线图的横轴是Tf与Taim之差。图7所示的曲线图的纵轴是用于决定第一压缩机51的输出值β的函数f(Tf-Taim)的值。如图7的曲线图所示,电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度Tf与电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度的目标值Taim之差越大,则第一压缩机51的输出值β越大。在此,如图7的曲线图所示,第一压缩机51的输出值β逐渐上升,但也可以从某个时间点起成为作为固定值的最大值βmax。
图8是示出通过本公开的电池温度调整系统1进行的、冷却液的流量控制的实施例的流程图。管理装置7检测电池模块组10中包括的各电池模块11的温度(St101)。该检测能够通过管理装置7接收来自安装于电池模块11的温度传感器的信号(信号5)来实施。管理装置7可以基于各电池模块11的温度来计算电池模块11的当前的平均温度Tf。
管理装置7接收来自冷却液回路6的信号(信号9),并检测热交换板21内的冷却液的温度(St102)。
管理装置7参照获取完毕的各电池模块11的平均温度,来决定电池模块11的、设为目标的平均温度(St103)。
管理装置7判定是否需要进行电池模块11的冷却(St104)。作为该判定基准,管理装置7例如可以在电池模块11的当前的平均温度Tf超过了规定的设定值的情况下,判定为需要进行电池模块11的冷却。此外,管理装置7可以在预测为电池模块11的温度会由于对电池模块11进行快速充电、车辆100突然加速等原因而上升的情况下,判定为需要进行电池模块11的冷却。
在判定为需要进行电池模块11的冷却的情况下(St104:“是”),管理装置7判定仅通过使冷却液回路6的冷却液循环是否能够将电池模块11进行冷却(St105)。作为该判定基准,管理装置7例如可以在冷却液的温度(St102)比规定的温度低的情况下(电池模块11的当前的平均温度Tf-冷却液的温度>x℃等),判定为仅通过使冷却液回路6的冷却液循环能够进行电池模块11进行冷却。此外,管理装置7可以在预测为电池模块11的温度会由于不对电池模块11进行快速充电、车辆100也不突然加速等原因而不上升的情况下,判定为仅通过使冷却液回路6的冷却液循环能够将电池模块11进行冷却。
在判定为仅通过使冷却液回路6的冷却液循环能够将电池模块11进行冷却的情况下(St105:“是”),计算使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α(St112)。而且,管理装置7基于计算出的输出值α来控制泵P的输出(信号3)。此外,在后文中叙述输出值α的计算。
在判定为仅通过使冷却液回路6的冷却液循环不能将电池模块11进行冷却的情况下(St105:“否”),管理装置7将第二电磁阀57或电子式的第二膨胀阀54打开(St106)(信号6)。由此,第一制冷剂回路5内的制冷剂流入热交换板21内,从而能够将热交换板21进行冷却。
接着,管理装置7判定从将第二电磁阀57或电子式的第二膨胀阀54打开起是否经过了规定的时间(St107)。在经过了规定的时间的情况下(St107:“是”),管理装置7计算使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α。而且,管理装置7基于计算出的输出值α来控制泵P的输出(St111)(信号3)。此外,在后文中叙述输出值α的计算。在未经过规定的时间的情况下(St107:“否”),处理转到步骤St108。
管理装置7计算第一压缩机51的输出值β=f(Tf-Taim),并将输出值β与上述的最大值βmax进行比较(St108)。在f(Tf-Taim)<βmax的情况下(St108:“否”),处理转到上述的步骤St111。在f(Tf-Taim)≥βmax的情况下(St108:“是”),管理装置7将使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α设定为最小值(St109)。输出值α的最小值例如可以是使冷却液的流量成为0升/小时那样的值。
管理装置7计算或获取第一压缩机51的输出值β=f(Tf-Taim)(步骤St110)。在经由了步骤St108的情况下,该输出值β已经计算完毕,因此管理装置7仅获取输出值β即可。而且,管理装置7控制第一压缩机51,以使第一压缩机51的输出值成为β(信号1)。
之后,可以进行基于图11在后文中叙述的回油控制(A)。
可以通过管理装置7例如通过以下那样来计算步骤St111和St112中的泵P的输出值α。图9是示出计算泵P的输出值的计算逻辑的两种曲线图(曲线图A和曲线图B)。
曲线图A是用于计算输出值α1的曲线图。曲线图A的横轴是电池模块组10中包括的电池模块11的当前的平均温度Tf与电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度的目标值(想要通过热交换板21进行冷却来达到的目标温度)Taim之差。曲线图A的纵轴是泵P的输出值α1。如曲线图A所示,在电池模块11中,可以以当前的平均温度与设为目标的平均温度之间的差越大、则使泵P的输出值α1越大的方式决定输出值α1。
曲线图B是用于计算输出值α2的曲线图。曲线图B的横轴是从安装于电池模块组10中的各电池模块11的温度传感器接收到的值中的最大值与最小值之差。曲线图B的纵轴是泵P的输出值α2。如曲线图B所示,可以以电池模块组10中包括的多个电池模块11之间的温度偏差越大、则使泵P的输出值α2越大的方式决定输出值α2。
而且,管理装置7将基于曲线图A和曲线图B计算出的输出值α1和α2中的较大的值决定为泵P的输出值α。
(通过蒸发器55进行的热交换的暂时取消)
再次参照图5进行说明。车辆100中的车身102所具备的第一制冷剂回路5能够被使用于车内空调(汽车空调)。在通过车辆空调对车辆100的室内进行的制冷要求低的情况下、或者电池模块组10发热而要使通过热交换板21进行的电池冷却最优先的情况下等,管理装置7可以控制电池温度调整系统1,以暂时取消通过蒸发器55进行的热交换。如果暂时取消通过蒸发器55与外部进行的热交换,则保持着冷却能力的制冷剂从第一制冷剂回路5向热交换板21流入,因此热交换板21中的冷却性能增加。为了暂时取消通过蒸发器55进行的热交换,第一制冷剂回路5具备用于防止在蒸发器55中制冷剂与第一制冷剂回路5的外部进行热交换的热交换防止机构。
热交换防止机构的一例是与蒸发器55一同使用的送风机58。通常,管理装置7可以管理送风机58的送风的强度、送风的有无。而且,管理装置7通过抑制(或者完全停止)送风机58的送风,能够防止在蒸发器55中制冷剂与第一制冷剂回路5的外部进行热交换。
热交换防止机构的另一例是配置于第一冷凝器52与蒸发器55之间且第一制冷剂路径5A内的第一电磁阀56。管理第一电磁阀56的开闭的管理装置7通过将第一电磁阀56关闭来减少在第一制冷剂路径5A中流动的制冷剂的量(或者将制冷剂的量设为零),从而防止在蒸发器55中制冷剂与第一制冷剂回路5的外部进行热交换。
(通过第一压缩机51进行的制冷剂回收)
在电池模块组10中包括的电池模块11的温度过低的情况下,无法发挥电池的性能。因此,如上所述,冷却液回路6具备加热器62,通过利用加热器62将在冷却液回路6中流动的冷却液进行加温来使该冷却液循环,由此能够隔着热交换板21将电池模块11进行加温。
在通过在冷却液回路6中循环的冷却液将电池模块11进行加温时,自然不使第一制冷剂回路5工作。这是因为,当使第一制冷剂回路5工作时,制冷剂向热交换板21流入,因此该制冷剂会将冷却液进行冷却。
但是,在此,本公开的热交换板21具备制冷剂层40,由此一部分制冷剂残留于热交换板21侧。例如,有时制冷剂残留于通过热交换板21的制冷剂层40中的制冷剂通路41等中。制冷剂层40内的制冷剂与冷却液层30内的冷却液能够相互进行热交换,因此在通过加热器62将冷却液进行加温的状况下,存在于制冷剂层40的制冷剂使热容量增加,加热器62的加热速度有可能变慢。因此,使第一制冷剂回路5以短时间(例如1分钟)进行工作,来将残留于热交换板21内的制冷剂回收。因此,用于将冷却液回路6的冷却液进行加热的加热器62配置于冷却液回路6,在加热器62将冷却液回路6的冷却液进行加热时,管理装置7控制第一压缩机51,以从制冷剂层40向第一制冷剂回路5回收制冷剂。即,管理装置7使第一压缩机51工作,来以短时间吸取残留于制冷剂层40内的制冷剂。由此,能够提高通过加热器62将冷却液进行加热的制热性能。
此外,当使第一制冷剂回路5长时间工作时,从第一制冷剂回路5向热交换板21流入的、具备冷却能力的制冷剂会将热交换板21内的冷却液进行冷却,因此成为反效果。可以根据电池温度调整系统1的结构来适当地决定使第一制冷剂回路5工作的时间。
(回油控制)
车辆100中的车身102所具备的第一制冷剂回路5能够被使用于车内空调(汽车空调)。如图6所示,关于与车辆空调共用的电池温度调整系统1,第一压缩机51及第一冷凝器52是共用的,另一方面,蒸发器55(蒸发器)与热交换板21(蒸发器)并列配置。在此,为了防止第一压缩机51的热损伤,通常在制冷剂中混入压缩机油。
溶解于液体制冷剂中的压缩机油尤其容易滞留于使制冷剂从液体中蒸发而变换为气体状态的蒸发器内。即,压缩机油存留于蒸发器的结果是,润滑所需的油不会返回到第一压缩机51,可能会产生第一压缩机51的热损伤问题。
因此,在本公开的电池温度调整系统1中,在规定的定时打开第一制冷剂回路5与热交换板21之间的阀(第二电磁阀57或电子式的第二膨胀阀54),并使第一压缩机51以规定的转速旋转。由此,处于热交换板21内的压缩机油的至少一部分从热交换板21向第一制冷剂回路5移动。从热交换板21移动到第一制冷剂回路5的压缩机油返回到第一压缩机51,能够防止第一压缩机51的热损伤。
进行回油控制的规定的定时例如可以是残留于热交换板21内的压缩机油的估计量成为了规定的量以上的定时。另外,也可以在无需使制冷剂在热交换板21内循环时、即电池模块组10中包括的电池模块11的温度不高时进行回油。
(回油时的第一压缩机51的转速)
图10是汇总了表示与压缩机的转速相应的压缩机油的状态的实验结果的表。根据本申请的发明人进行的实验可知,在第一压缩机51的转速为低速旋转(例如转速为3000rpm)的情况下,与高速旋转时相比,电池温度调整系统1内的压缩机油的循环率以及残留于热交换板21内的压缩机油量均明显较低。这也与在第一压缩机51的转速为低速旋转时从第一压缩机51流出的油流出量原本就少有关。因此,如果始终使第一压缩机51以低速旋转运转,则无需进行上述的回油的控制。然而,在例如电池模块组10中包括的电池模块11成为了高温等的情况下需要进行电池模块11的冷却时,需要使第一压缩机51的转速成为高速旋转来使制冷剂循环,以通过热交换板21将电池模块11进行冷却。因此,在本公开中,管理装置7获取第一压缩机51的运转历史记录,估计滞留于热交换板21内的压缩机油的量,并在需要时进行上述的回油运转。
图11是示出回油的控制例的流程图。管理装置7检测从使第一制冷剂回路5开始运行来将热交换板21进行冷却时起的经过时间(电池冷却模式运行时间)(St201)。接着,管理装置7检测该电池冷却模式下的、第一压缩机51的转速和旋转频度(使第一压缩机51旋转了几次)(St202)。
管理装置7判定是否能够进行回油控制(St203)。作为该判定的基准,能够使用各种条件。例如,在电池温度调整系统1被与车辆100的室内空调(汽车空调)并用的情况下,能够将与室内空调侧的制冷请求之间的优先级用作判定基准。在回油控制的优先级比室内空调侧的制冷请求的优先级高的情况下,管理装置7判定为能够进行回油控制(St203:“是”)。
如果在室内空调侧的制冷请求的优先级比回油处理的优先级高的情况下,即使使第一压缩机51以回油控制用的规定的低速转速(例如3000rpm以下)旋转也能够满足室内空调侧的制冷请求,则管理装置7判定为能够进行回油控制(St203:“是”)。相反地,如果室内空调侧的制冷请求的优先级比回油处理的优先级高、并且在使第一压缩机51以回油控制用的规定的低速转速(例如3000rpm)旋转的情况下无法满足室内空调侧的制冷请求,则管理装置7判定为无法进行回油控制(St203:“否”)。
另外,在需要进行电池模块组10中包括的电池模块11的冷却且在使第一压缩机51以回油控制用的规定的低速转速(例如3000rpm以下)工作时将电池模块11进行冷却的冷却能力不足的情况下,管理装置7判定为无法进行回油控制(St203:“否”)。
在判定为能够进行回油控制的情况下(St203:“是”),管理装置7判定是否需要进行回油控制(St204)。例如,管理装置7基于已经检测完毕的信息、即电池冷却模式运行时间(St201)、以及该电池冷却模式下的第一压缩机51的转速及旋转频度(使第一压缩机51旋转了几次),来计算存在于热交换板21的压缩机油的估计量。在该估计量为规定的值以上的情况下,管理装置7判定为需要进行回油控制(St204:“是”)。
在判定为需要进行回油控制的情况下(St204:“是”),管理装置7打开第一制冷剂回路5与热交换板21之间的阀(第二电磁阀57或电子式的第二膨胀阀54)(St205)(信号6)。接着,管理装置7使第一压缩机51以规定的转速(例如3000rpm以下的低速转速)工作(St206)(信号1)。如果使第一压缩机51以低速旋转,则难以使滞留于热交换板21的压缩机油再次从第一压缩机51流出。
管理装置7判定是否通过基于工作的第一压缩机51的制冷剂循环使电池模块组10中包括的电池模块11的温度(平均温度等)从规定的温度下降了(St207)(信号5)。在电池模块11的温度(平均温度等)从规定的温度下降了的情况下(St207:“是”),处理转到步骤St209。
管理装置7判定从打开第二电磁阀57起是否经过了规定的时间(St208)。在此,规定的时间是以开始了回油运行的时刻为基准经过的时间。通过未图示的其它流程图来管理该时间的经过。在经过了规定的时间的情况下(St208:“是”)(信号2),处理转到步骤St209。在未经过规定的时间的情况下,处理返回步骤St201。
在步骤St209中,管理装置7使用于对规定的时间进行计时的计时器重置。另外,管理装置7将第二电磁阀57关闭。如图11所示,该流程图在St209之后结束,但也可以在该结束之后返回图8的流程图的开始。
(回油控制的开始定时)
在图11中,说明了以下情况:管理装置7估计存在于热交换板21的压缩机油量,在所述压缩机油量为规定的值以上的情况下,打开第二电磁阀57(或电子式的第二膨胀阀54)来开始回油控制。但是,回油控制的开始定时也可以不一定基于存在于热交换板21的压缩机油量的估计。例如,也可以在车辆100为停车状态时打开第二电磁阀57来开始回油控制。在车辆100为停车状态的情况下,电池模块组10中包括的电池模块11不发热,另外,如果没有人乘坐于车辆100中,则也没有基于室内空调(汽车空调)的制冷请求。因此,如果在车辆100为停车状态的情况下开始回油控制,则能够不受电池模块11的冷却、基于室内空调(汽车空调)的制冷请求的限制地进行回油控制。例如,管理装置7可以经由CAN获取表示车辆100为停车状态的信息(信号10),打开第二电磁阀57来开始回油控制。另外,管理装置7可以经由CAN从设置于车辆100的(省略图示的)人感传感器获取表示人未乘坐于车辆100中的信息(信号10),打开第二电磁阀57来开始回油控制。
可以基于计时器控制来开始回油控制。例如可以是,管理装置7测量第一压缩机51以高速旋转(例如5000rpm)工作的时间,在经过了规定的时间的情况下,打开第二电磁阀57(或电子式的第二膨胀阀54)来开始回油控制。但是,只要不违背车辆空调(汽车空调)侧的制冷请求,就能够开始所述的回油控制。作为计时器控制的其它例,也可以设置时间差地开始回油控制。例如,可以在从存在于热交换板21的压缩机油的估计量成为规定的值以上(相当于步骤St204)起经过了固定时间之后,打开第二电磁阀57(或电子式的第二膨胀阀54)来开始回油控制。
即使在如上述那样的各种定时开始了回油控制的情况下,管理装置7也可以在打开第二电磁阀57来开始回油控制之后、电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度低于规定的值的情况下,将第二电磁阀57关闭(相当于步骤St207)。同样地,即使在各种定时开始了回油控制的情况下,管理装置7也可以在打开第二电磁阀57来开始回油控制之后,在从打开第二电磁阀57起经过了规定的时间之后关闭第二电磁阀57(相当于步骤St208)。
可以调整第二膨胀阀54的节流器,以使从第二膨胀阀54向制冷剂输入部40A流动的制冷剂中包含液体的制冷剂。例如,将交叉充注方式的热力膨胀阀用作第二膨胀阀54。将第二膨胀阀54所具备的感温筒安装于热交换板21的、制冷剂输入部40A的附近的位置(设为地点X)。于是,即使在地点X处的制冷剂温度低的低负荷时,膨胀阀也打开(交叉充注方式的热力膨胀阀的低负荷时特性)。因而,混有液体的制冷剂流通到第二膨胀阀54的前端。
可以将第二膨胀阀54设为与第二电磁阀57一体化了的电子式膨胀阀。通过管理装置7控制电子式膨胀阀的节流器,能够使混有液体的制冷剂流通到第二膨胀阀54的前端。
例如通过如上所述的方法,能够调整第二膨胀阀54的节流器以使从第二膨胀阀54向制冷剂输入部40A流动的制冷剂中包含液状的制冷剂。由此,流入热交换板21的制冷剂成为混有液体的状态,从而溶入于液体制冷剂的压缩机油不易滞留于热交换板21。
(第二实施方式所涉及的电池温度调整系统1B的结构)
图12是示出本公开的第二实施方式所涉及的、具备热交换板21的电池温度调整系统1B的回路图。第二实施方式所涉及的电池温度调整系统1B与图6所示的第一实施方式所涉及的电池温度调整系统1同样地具备制冷剂回路(第一制冷剂回路)5、冷却液回路6、热交换板21以及管理装置7。对第二实施方式所涉及的电池温度调整系统1B与第一实施方式所涉及的电池温度调整系统1之间的相同的部分标注相同的附图标记并省略说明,仅对不同的部分进行说明。
第一实施方式所涉及的电池温度调整系统1与第二实施方式所涉及的电池温度调整系统1B的大的差异点在于电池温度调整系统1B除了第一制冷剂回路5以外还具备第二制冷剂回路8。
第一制冷剂回路5是被使用于车辆100的室内空调(汽车空调)的制冷剂回路。在第一实施方式所涉及的电池温度调整系统1中,在第二膨胀阀54与第一压缩机51之间配置有热交换板21,第一制冷剂回路5还起到使制冷剂向热交换板21流动的作用。另一方面,在第二实施方式所涉及的电池温度调整系统1B中,在第二膨胀阀54与第一压缩机51之间不配置热交换板21,配置有冷却器59。
冷却器59进行在冷却液回路6中流动的冷却液与在第一制冷剂回路5中流动的制冷剂之间的热交换。更确定地说,冷却器59能够进行在冷却液回路6中流动的冷却液同在第一制冷剂回路5中的、第二膨胀阀54与第一压缩机51之间流动的制冷剂之间的热交换。
第二实施方式所涉及的电池温度调整系统1B具备第二制冷剂回路8,所述第二制冷剂回路8具有第二压缩机81、第二冷凝器82以及第三膨胀阀83。在第二制冷剂回路8中,制冷剂按图中的箭头所示的方向流动。车身102收容第二制冷剂回路8。而且,第二制冷剂回路8与制冷剂输入部40A及制冷剂输出部40B连接(参照图3和图4)。
第二压缩机81、第二冷凝器82以及第三膨胀阀83可以分别是构成电池模块11的冷却用的制冷循环的压缩机、冷凝器以及膨胀阀。
管理装置7管理电池温度调整系统1B中包括的各种构成要素。图12所示的信号1~信号11表示管理装置7与各构成要素的通信线路。关于第一实施方式所涉及的电池温度调整系统1,省略对通过图5说明过的信号的再次说明,仅对不同的部分进行说明。
管理装置7向第二压缩机81发送表示运行速度的信号(压缩机的驱动信号即信号7)。另外,管理装置7从第二压缩机81获取表示运行状态的信号(从压缩机的逆变器返回的信号8)。
此外,管理装置7可以管理后述的第一电磁阀56、送风机58等。
通过如上述那样地构成,电池温度调整系统1B能够将车辆100的室内空调系统(第一制冷剂回路5)与使用了制冷剂及冷却液的热泵系统(第二制冷剂回路8及冷却液回路6)进行融合。
(通过第二电磁阀57进行的冷却控制)
在此,管理装置7对第二电磁阀57(或电子式的第二膨胀阀54。以下相同)的开闭进行控制(信号6)。管理装置7将第二电磁阀57打开,由此在第一制冷剂回路5中的、第二膨胀阀54与第一压缩机51之间流动的制冷剂的量增加。与此相反地,管理装置7将第二电磁阀57关闭,由此在第一制冷剂回路5中的、第二膨胀阀54与第一压缩机51之间流动的制冷剂的量减少。当管理装置7将第二电磁阀57完全关闭时,在第一制冷剂回路5中的、第二膨胀阀54与第一压缩机51之间流动的制冷剂的量成为零。通过该第二电磁阀57的开闭,能够如下述那样地控制电池温度调整系统1B的使用方法。
具备第二制冷剂回路8和冷却液回路6的热泵系统对电池模块组10中包括的电池模块11进行温度调整。即,在第二制冷剂回路8中循环的制冷剂向热交换板21的制冷剂层40流动,在冷却液回路6中循环的冷却液向热交换板21的冷却液层30流动,通过制冷剂层40内的制冷剂和冷却液层30内的冷却液来将电池模块11进行冷却。此外,通过利用冷却液回路6所具备的后述的加热器62将冷却液进行加温,也能够通过冷却液将电池模块11进行加温。
在车辆100的通常行驶时,仅通过具备第二制冷剂回路8和冷却液回路6的热泵系统就能够单独地控制电池模块11的温度调整。此时,具备第一制冷剂回路5的车辆100的室内空调系统也能够不受上述的热泵系统的影响地仅进行室内空调的控制。当管理装置7将第二电磁阀57完全关闭时,制冷剂不再向配置于第二电磁阀57的下游的冷却器59流动。其结果是,在冷却器59中不进行在冷却液回路6中流动的冷却液与在第一制冷剂回路5中流动的制冷剂之间的热交换。因此,能够分别独立地控制在电池模块11的温度调整中使用的、具备第二制冷剂回路8和冷却液回路6的热泵系统以及在车内空调中使用的、具备第一制冷剂回路5的车辆100的室内空调系统。此外,第一制冷剂回路5呈具备第一制冷剂路径5A和第二制冷剂路径5B的并列结构,因此即使在将配置于第二制冷剂路径5B的第二电磁阀57关闭了的情况下,制冷剂也在具备第一膨胀阀53和蒸发器55的第一制冷剂路径5A中流动。
在电池模块组10中包括的电池模块11的冷却负荷高的情况下,使用具备第二制冷剂回路8和冷却液回路6的热泵系统、以及具备第一制冷剂回路5的车辆100的室内空调系统这两方,能够更强力地将电池模块11进行冷却。
管理装置7将第二电磁阀57打开。管理装置7将第二电磁阀57打开,并且使冷却液回路6的泵P动作。由此,在冷却液回路6中流动的冷却液和在第一制冷剂回路5中流动的制冷剂流入冷却器59,在冷却液回路6中流动的冷却液与在第一制冷剂回路5中流动的制冷剂之间进行热交换。通过冷却器59中的上述的热交换被被冷却后的冷却液在热交换板21内被在制冷剂层40中流动的制冷剂进一步冷却。即,被使用在第一制冷剂回路5中流动的制冷剂和在第二制冷剂回路8中(以及热交换板21内)流动的制冷剂进行双重冷却后的冷却液能够更强力地将电池模块11进行冷却。
作为电池模块组10中包括的电池模块11的冷却负荷高的情况的例子,有电池模块组10的快速充电时、电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度高于规定的值的情况等。因此,在电池模块组10的快速充电时、电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度高于规定的值的情况下,管理装置7能够将第二电磁阀57打开,来更强力地将电池模块11进行冷却。
(通过加热器62进行的制热)
车辆100有时在寒冷地区行驶。在电池模块组10中包括的电池模块11的温度过低的情况下,无法发挥出电池的性能。因此,冷却液回路6具备加热器62,加热器62将进入热交换板21的冷却液进行加温。由此,被加温后的冷却液能够隔着热交换板21将电池模块11进行加温。
在此,当在冷却液回路6中流动的冷却液与在第一制冷剂回路5中流动的制冷剂或在第二制冷剂回路8中流动的制冷剂进行了热交换的情况下,冷却液会被制冷剂冷却,因此使用加热器62将电池模块11进行加温的效果消失。因此,管理装置7控制电池温度调整系统1B中包括的各构成要素,以抑制制冷剂与冷却液之间的热交换。更具体地说,管理装置7控制第一压缩机51、第二压缩机81、第二电磁阀57以及加热器62,以使第一压缩机51和第二压缩机81停止,使第二电磁阀57关闭,使加热器62将进入热交换板21的冷却液进行加温。由此,能够在抑制了制冷剂与在冷却液回路6中流动的冷却液之间的热交换的状态下通过加热器62将该冷却液进行加温。
图13是示出通过本公开的电池温度调整系统1B进行的冷却液的流量控制的实施例的流程图。管理装置7检测电池模块组10中包括的各电池模块11的温度(St301)。能够通过管理装置7接收来自安装于电池模块11的温度传感器的信号(信号5)来实施该检测。管理装置7可以基于各电池模块11的温度来计算电池模块11的当前的平均温度Tf。
管理装置7接收来自冷却液回路6的温度传感器501的信号(信号9),并检测冷却液的温度(St302)。
管理装置7参照获取完毕的各电池模块11的温度(或电池模块11的平均温度)来决定关于电池模块11的、设为目标的平均温度(St303)。
(第一制冷剂回路5与第二制冷剂回路8的并用)
管理装置7判定是否需要通过冷却器59来进行电池冷却(St304)。作为该判定基准,管理装置7例如可以在电池模块11的当前的平均温度Tf超过规定的设定值的情况下,判定为电池模块11需要通过冷却器59来进行冷却。此外,管理装置7可以在预测为电池模块11的温度会由于对电池模块11进行快速充电、车辆100突然加速等原因而上升的情况下,判定为电池模块11需要通过冷却器59来进行冷却。
在判定为需要通过冷却器59进行电池冷却的情况下(St304:“是”),管理装置7将第一制冷剂回路5与热交换板21之间的阀即第二电磁阀57(或电子式的第二膨胀阀54)打开(St305)(信号6)。
管理装置7计算第一压缩机51的输出,并使其以该输出工作(St306)(信号1)。第一压缩机51运行,由此制冷剂在制冷剂回路5的内部循环。
管理装置7根据Taim的值和电池模块组10中包括的多个电池模块11之间的温度的偏差来计算泵P的输出,并使其以该输出工作(St307)。
管理装置7将电磁阀(省略图示)或电子式的第三膨胀阀83打开,来控制制冷剂朝向热交换板21的流动(St308)。
管理装置7根据Taim的值来计算第二压缩机81的输出,并使其以该输出工作(St309)。如图13所示,该流程图在St309之后结束,但也可以在该结束之后返回图13的流程图的开始。
(第二制冷剂回路8的单独运行)
在判定为无需通过冷却器59进行电池冷却的情况下(St304:“否”),管理装置7判定是否需要进行电池模块11的冷却(St310)。作为该判定基准,管理装置7例如可以在电池模块11的当前的平均温度Tf超过规定的设定值的情况下,判定为需要进行电池模块11的冷却。其中,步骤St310中的规定的设定值可以是比步骤St304中的规定的设定值低的值。此外,管理装置7可以在预测为电池模块11的温度会由于对电池模块11进行快速充电、车辆100突然加速等原因而上升的情况下,判定为需要进行电池模块11的冷却。其中,在步骤St310中用于判定为需要进行电池模块11的冷却的电池模块11的预计的温度上升可以比在步骤St304中用于判定为需要通过冷却器59进行电池冷却的电池模块11的预计的温度上升缓慢。
在判定为需要进行电池模块11的冷却的情况下(St310:“是”),管理装置7判定是否能够仅通过使冷却液回路6的冷却液循环来将电池模块11进行冷却(St311)。作为该判定基准,管理装置7例如可以在冷却液的温度(通过St102获取完毕)比规定的温度低的情况下(电池模块11的当前的平均温度Tf-冷却液的温度>x℃等),判定为能够仅通过使冷却液回路6的冷却液循环来将电池模块11进行冷却。此外,当预测为电池模块11的温度会由于不对电池模块11进行快速充电、车辆100也不突然加速等原因而不上升的情况下,管理装置7可以判定为能够仅通过使冷却液回路6的冷却液循环来将电池模块11进行冷却。
在判定为能够仅通过使冷却液回路6的冷却液循环来将电池模块11进行冷却的情况下(St311:“是”),计算用于使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α(St317)。而且,管理装置7基于计算出的输出值α来控制泵P的输出(信号3)。此外,输出值α的计算与基于图9所述的内容相同,因此省略说明。
在判定为不能够仅通过使冷却液回路6的冷却液循环来将电池模块11进行冷却的情况下(St311:“否”),管理装置7判定是否经过了规定的时间(St312)。在此,规定的时间是以开始了第二压缩机81的运转的时刻为基准经过的时间。按照未图示的其它流程图来管理该时间的经过。在经过了规定的时间的情况下(St312:“是”),管理装置7计算用于使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α。而且,管理装置7基于计算出的输出值α来控制泵P的输出(St316)(信号3)。此外,输出值α的计算与基于图9所述的内容相同,因此省略说明。在未经过规定的时间的情况下(St312:“否”),处理转到步骤St313。
管理装置7计算第二压缩机81的输出值=f(Tf-Taim),并将该计算值与上述的最大值βmax进行比较(St313)。在f(Tf-Taim)<βmax的情况下(St313:“否”),执行上述的步骤St316。在f(Tf-Taim)≥βmax的情况下(St313:“是”),管理装置7将用于使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α设定为最小值(St314)。输出值α的最小值例如可以是如使冷却液的流量成为0升/小时那样的值。
管理装置7计算或获取第二压缩机81的输出值=f(Tf-Taim)(步骤St315)。在经由了步骤St313的情况下,该输出值已经计算完毕,因此管理装置7仅获取该输出值即可。而且,管理装置7控制第二压缩机81,以使第二压缩机81的输出值成为f(Tf-Taim)(信号7)。
(通过加热器62进行的电池加热)
在步骤St310中,在判定为无需进行电池模块11的冷却的情况下(St310:“否”),管理装置7判定是否需要进行电池模块11的加热(St318)。作为该判定基准,管理装置7例如可以在电池模块11的当前的平均温度Tf低于规定的设定值的情况下,判定为需要进行电池模块11的加热。
在判定为需要进行电池模块11的加热的情况下(St318:“是”),管理装置7使第一压缩机51和第二压缩机81停止(St319)。接着,管理装置7将第二电磁阀57或电子式的第二膨胀阀54关闭(St320)(信号6)。
管理装置7基于Tf-Taim的值来计算用于使冷却液回路6内的冷却液循环的泵P的输出值α。而且,管理装置7基于计算出的输出值α来控制泵P的输出(St321)。在此,Tf是电池模块组10中包括的电池模块11的当前的平均温度。Taim是电池模块组10中包括的电池模块11的平均温度的目标值(想要通过热交换板21进行冷却而达到的目标温度)。
而且,管理装置7根据Taim的值来决定加热器62的输出值γ,并将加热器62的输出控制为输出值γ。
(划分成多个热交换板的情况下的应对)
图14是示出能够在本公开的电池温度调整系统1或1B中使用的、变形例所涉及的热交换板70的图,(a)是俯视图,(b)是载置有电池模块组10的状态的侧视截面图。变形例所涉及的热交换板70包括第一热交换板21A和第二热交换板21B。
第一热交换板21A具有与基于图1~图13说明过的热交换板21相同的结构,因此省略详细的图示。第一热交换板21A与热交换板21同样地具有第一面22以及与第一面22相反的第二面23,具备使冷却液在第一面22与第二面23之间循环的冷却液层(第一冷却液层)30以及使制冷剂在第一面22与第二面23之间循环的制冷剂层40(参照图1~3等)。
另一方面,第二热交换板21B也具有与基于图1~图13说明过的热交换板21同样的结构。但是,第二热交换板21B不具备使制冷剂在第一面22与第二面23之间循环的制冷剂层40。即,第二热交换板21B具有第三面22以及与第三面22相反的第四面23,仅具备使冷却液在第三面22与第四面23之间循环的冷却液层(第二冷却液层)30。此外,为了避免混淆,将第二热交换板21B中的、与第一热交换板21A的第一面22相当的面记载为第三面22。同样地,将第二热交换板21B中的、与第一热交换板21A的第二面23相当的面记载为第四面23。
对变形例所涉及的热交换板70包括至少两个热交换板、即第一热交换板21A和第二热交换板21B的技术意义进行说明。如上所述,车辆100具备使用从电池模块组10供给的电力来驱动第一车轮101a的电动机。即,车辆100使用从电池模块组10供给的电力进行行驶。从增大车辆100的续航距离的观点出发,车辆100所搭载的电池单体较多为宜。因此,除了电池模块组10(设为电池模块组10A)之外,还将增设的电池模块组10B搭载于车辆100。此外,电池模块组10A和电池模块组10B均具有多个电池模块11。
电池模块组10A、电池模块组10B均发热,因此需要冷却。因此,例如考虑如下结构:增大基于图1~图13说明过的热交换板21的尺寸,将电池模块组10A和10B这两方均载置于一个热交换板21。
然而,车辆100的内部空间有限。另外,由于还存在车辆底部的凹凸等,因此有时无法将尺寸大的热交换板21搭载于车辆100。
因此,本公开的热交换板70具备至少两个热交换板21A和21B。沿第一热交换板21A的所述第一面22配置第一电池模块组10A,沿第二热交换板21B的所述第三面22配置第二电池模块组10B。车身102收容制冷剂回路(第一制冷剂回路5或第二制冷剂回路8)、冷却液回路6、第一热交换板21A、第一电池模块组10A、第二热交换板21B以及第二电池模块组10B。车身102也可以收容这些构成要素以外的构成要素。而且,电动机使用从第一电池模块组10A和第二电池模块组10B中的至少一方供给的电力来驱动第一车轮101a。由此,能够将更多的电池单体搭载于车辆100。另外,即使在无法将尺寸大的热交换板21搭载于车辆100的情况下,也能够将划分成的多个第一热交换板21A及第二热交换板21B设置于车辆100内的各不相同的部位。
在此,还存在与车辆100的内部空间有关的问题。当针对所设置的多个热交换板分别设置相分别的冷却液回路、相分别的制冷剂回路时,车内空间受到较大的压迫。另一方面,在多个热交换板之间共用冷却液回路、制冷剂回路的情况下,当设为所设置的有多个热交换板分别具备制冷剂层和冷却液层并且在热交换板之间将制冷剂层彼此连接、将冷却层也彼此连接的结构时,连接部位变多,车内空间仍会受到压迫。
为了解决与上述的车内空间的压迫有关的问题,在本公开中,设为第二热交换板21B不具备制冷剂层40的结构。而且,第一热交换板21A的第一冷却液层30与第二热交换板21B的第二冷却液层30经由冷却液层连接通路71进行了连接。由此,削减了将热交换板与其它构成要素(其它热交换板、制冷剂回路或冷却液回路)连接的连接部位,车内空间不会受到压迫。
另外,在从第二热交换板21B的角度出发的情况下,通常的水冷板(使用冷却液进行电池模块11的冷却的板)在外部需要散热用的冷却器,但如果是本公开的上述结构,则能够将使用冷却液和制冷剂这两方的第一热交换板21A用作对于第二热交换板21B而言的冷却器。因此,能够以更短的路径将低温的冷却液供给到水冷板(第二热交换板21B)。
图15是示出还具备不具有制冷剂层40的第三热交换板21C的、变形例所涉及的热交换板70的图,(a)是俯视图,(b)是载置有电池模块组10的状态的侧视截面图。如图所示,热交换板70可以具备两个以上的、具备冷却液层30但不具备制冷剂层40的热交换板(第二热交换板21B、第三热交换板21C)。
图16是示出能够收容于车身102的电池组90的一例的概念图。电池组90具备壳体91,在壳体91的内部具备上述的第一热交换板21A、以及沿第一热交换板21A的第一面22配置的第一电池模块组10A。
如图所示,针对第一热交换板21A的冷却液输入部30A和冷却液输出部30B设置有配管,该配管能够与电池组90的外部连接。因此,冷却液输入部30A和冷却液输出部30B能够与处于电池组90的外部的冷却液回路6连接。
同样地,针对第一热交换板21A的制冷剂输入部40A和制冷剂输出部40B设置有配管,该配管能够与电池组90的外部连接。因此,制冷剂输入部40A和制冷剂输出部40B能够与处于电池组90的外部的第一制冷剂回路5或第二制冷剂回路8连接。
同样地,冷却液层连接通路71(参照图14和图15)具备配管,该配管能够与电池组90的外部连接。因此,位于电池组90的内部的第一冷却液层30与位于电池组90的外部的第二冷却液层30(省略图示)能够经由冷却液层连接通路71连接。
(附言)
上述的实施方式的说明以本领域技术人员能够进行实施的方式记载了下述事项。
(A-1)
一种车辆,具备:
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;
电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述热交换板的所述第一面配置;
车身,其收容所述热交换板和所述电池模块组;
第一车轮和第二车轮,所述第一车轮和所述第二车轮与所述车身相结合;以及
电动机,其使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮,
所述车辆能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶,
其中,所述冷却液层沿所述第一方向配置,
所述制冷剂层沿所述第一方向配置,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述制冷剂层具备供所述制冷剂从所述制冷剂输入部朝向所述制冷剂输出部流动的制冷剂通路,
所述制冷剂通路至少具备第一制冷剂通路和第二制冷剂通路,
所述制冷剂通路还具备分支为所述第一制冷剂通路和所述第二制冷剂通路的分支部、以及所述第一制冷剂通路与所述第二制冷剂通路结合的结合部,
所述第一制冷剂通路的至少一部分沿与所述第一方向正交的第二方向配置,
所述第二制冷剂通路的至少一部分沿所述第二方向配置,
所述冷却液层具备供所述冷却液流动的冷却液通路,所述冷却液通路的第一部分沿所述第一方向配置,所述冷却液通路的第二部分沿所述第一方向配置,所述第一部分的冷却液在所述第一方向上流动,所述第二部分的冷却液在与所述第一方向相反的方向上流动。
(A-2)
根据A-1所述的车辆,
在所述冷却液层与所述制冷剂层重叠的部分中,所述冷却液层配置于所述制冷剂层与所述电池模块组之间。
(A-3)
根据A-1所述的车辆,
在所述冷却液层与所述制冷剂层重叠的部分中,所述制冷剂层配置于所述冷却液层与所述电池模块组之间。
(A-4)
根据A-1~A-3中的任一项所述的车辆,
所述冷却液通路具备冷却液的方向调整构件,所述冷却液的方向调整构件使所述冷却液在所述冷却液通路的角部流动。
(A-5)
根据A-1~A-4中的任一项所述的车辆,
具备流路切换机构,所述流路切换机构使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-6)
根据A-5所述的车辆,
所述流路切换机构基于与所述制冷剂通路连接的压缩机的转速,来使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-7)
根据A-5所述的车辆,
所述流路切换机构基于沿所述第一面配置的、具有多个电池模块的电池模块组中包括的电池的温度,来使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-8)
根据A-5所述的车辆,
所述流路切换机构基于在沿所述第一面配置的、具有多个电池模块的电池模块组中包括的电池中流动的电流的值,来使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-9)
根据A-1~A-8中的任一项所述的车辆,
所述制冷剂通路中的分支开始点和所述制冷剂输出部分别配置于所述热交换板的对角线上。
(A-10)
根据A-1~A-9中的任一项所述的车辆,
所述热交换板在所述第一方向上具有第一宽度,在所述第二方向上具有第二宽度,
所述第一宽度比所述第二宽度长。
(A-11)
根据A-1至A-10中的任一项所述的车辆,
所述第二方向是所述车辆的水平方向。
(A-12)
根据A-1~A-11中的任一项所述的车辆,
所述制冷剂输入部和所述制冷剂输出部在所述热交换板中配置于所述第一方向上的一个端部。
(A-13)
根据A-12所述的车辆,
所述热交换板还具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,
所述冷却液输入部和所述冷却液输出部在所述热交换板中配置于所述第一方向上的所述一个端部。
(A-14)
根据A-12或A-13所述的车辆,
所述热交换板具有在所述第一方向上与所述一个端部相反的另一个端部,
所述一个端部比所述另一个端部更靠近所述车辆的前方部。
(A-15)
根据A-12至A-14中的任一项所述的车辆,
所述第一制冷剂通路的所述至少一部分配置为比所述第二制冷剂通路的所述至少一部分更靠近所述第一方向上的所述一个端部,
所述分支部处的所述第一制冷剂通路的第一截面积比所述分支部处的所述第二制冷剂通路的第二截面积小。
(A-16)
根据A-12至A-15中的任一项所述的车辆,
所述第一制冷剂通路的所述至少一部分的第三截面积比所述第二制冷剂通路的所述至少一部分的第四截面积小。
(A-17)
一种热交换板,具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层,
所述热交换板能够收容于具备电池模块组的车身,所述电池模块组具备多个电池模块并沿所述热交换板的所述第一面配置,
所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶的车辆,
所述冷却液层能够沿所述第一方向配置,
所述制冷剂层能够沿所述第一方向配置,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输入部,
所述制冷剂层具备供所述制冷剂从所述制冷剂输入部朝向所述制冷剂输出部流动的制冷剂通路,
所述制冷剂通路至少具备第一制冷剂通路和第二制冷剂通路,
所述制冷剂通路还具备分支为所述第一制冷剂通路和所述第二制冷剂通路的分支部、以及所述第一制冷剂通路与所述第二制冷剂通路结合的结合部,
所述第一制冷剂通路的至少一部分能够沿与所述第一方向正交的第二方向配置,
所述第二制冷剂通路的至少一部分能够沿所述第二方向配置,
所述冷却液层具备供所述冷却液流动的冷却液通路,所述冷却液通路的第一部分能够沿所述第一方向配置,所述冷却液通路的第二部分能够沿所述第一方向配置,所述第一部分的冷却液在所述第一方向上流动,所述第二部分的冷却液在与所述第一方向相反的方向上流动。
(A-18)
根据A-17所述的热交换板,
在所述冷却液层与所述制冷剂层重叠的部分中,所述冷却液层能够配置于所述制冷剂层与所述电池模块组之间。
(A-19)
根据A-17所述的热交换板,
在所述冷却液层与所述制冷剂层重叠的部分中,所述制冷剂层能够配置于所述冷却液层与所述电池模块组之间。
(A-20)
根据A-17至A-19中的任一项所述的热交换板,
所述冷却液通路具备冷却液的方向调整构件,所述冷却液的方向调整构件使所述冷却液在所述冷却液通路的角部流动。
(A-21)
根据A-17至A-20中的任一项所述的热交换板,
具备流路切换机构,所述流路切换机构使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-22)
根据A-21所述的热交换板,
所述流路切换机构基于与所述制冷剂通路连接的压缩机的转速,来使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-23)
根据A-21所述的热交换板,
所述流路切换机构基于在沿所述第一面配置且具有多个电池模块的电池模块组中包括的电池的温度,来使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-24)
根据A-21所述的热交换板,
所述流路切换机构基于在沿所述第一面配置且具有多个电池模块的电池模块组中包括的电池中流动的电流的值,来使所述冷却液通路中的所述冷却液的流动反转。
(A-25)
根据A-17至A-24中的任一项所述的热交换板,
所述制冷剂通路中的分支开始点和所述制冷剂输出部分别配置于所述热交换板的对角线上。
(A-26)
根据A-17至A-25中的任一项所述的热交换板,
所述热交换板具有所述第一方向上的第一宽度,并具有所述第二方向上的第二宽度,
所述第一宽度能够比所述第二宽度长。
(A-27)
根据A-17至A-26中的任一项所述的热交换板,
所述第二方向能够为所述车身的水平方向。
(A-28)
根据A-17至A-27中的任一项所述的热交换板,
所述制冷剂输入部和所述制冷剂输出部能够配置于所述热交换板中的所述第一方向上的一个端部。
(A-29)
根据A-28所述的热交换板,
还具备冷却液输入部和冷却液输出部,所述冷却液输入部供所述冷却液朝向所述冷却液层进入,所述冷却液输出部供所述冷却液从所述冷却液层流出,
所述冷却液输入部和所述冷却液输出部能够配置于所述第一方向上的所述一个端部。
(A-30)
根据A-28或A-29所述的热交换板,
具有在所述第一方向上与所述一个端部相反的另一个端部,
所述一个端部能够配置为比所述另一个端部更靠近所述车辆的前方部。
(A-31)
根据A-28至A-30中的任一项所述的热交换板,
所述第一制冷剂通路的所述至少一部分配置为比所述第二制冷剂通路的所述至少一部分更靠近所述第一方向上的所述一个端部,
所述分支部处的所述第一制冷剂通路的第一截面积比所述分支部处的所述第二制冷剂通路的第二截面积小。
(A-32)
根据A-28至A-31中的任一项所述的热交换板,
所述第一制冷剂通路的所述至少一部分的第三截面积比所述第二制冷剂通路的所述至少一部分的第四截面积小。
(B-1)
一种车辆,具备:
制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;
电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述热交换板的所述第一面配置;
管理装置,其管理所述电池模块组;
车身,其收容所述制冷剂回路、所述冷却液回路、所述热交换板、所述电池模块组以及所述管理装置;
第一车轮和第二车轮,所述第一车轮及所述第二车轮与所述车身结合;以及
电动机,其使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮,
所述车辆能够使用所述第一车轮和所述第二车轮进行行驶,
其中,所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述制冷剂回路具备供所述制冷剂在所述冷凝器与所述压缩机之间流动的第一制冷剂路径和第二制冷剂路径,
所述第一制冷剂路径具备所述第一膨胀阀和所述蒸发器,
所述第二制冷剂路径具备第二电磁阀和所述第二膨胀阀,
所述第二制冷剂路径与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
使所述压缩机以规定的转速旋转,所述管理装置将所述第二电磁阀打开,由此使存在于所述热交换板的压缩机油的至少一部分从所述热交换板向所述制冷剂回路移动。
(B-2)
根据B-1所述的车辆,
所述管理装置估计存在于所述热交换板的压缩机油量,在所述压缩机油量为规定的值以上的情况下,将所述第二电磁阀打开。
(B-3)
根据B-1所述的车辆,
在所述车辆为停车状态时,所述管理装置将所述第二电磁阀打开。
(B-4)
根据B-1所述的车辆,
所述管理装置基于计时器控制来将所述第二电磁阀打开。
(B-5)
根据B-1至B-4中的任一项所述的车辆,
所述管理装置在从将所述第二电磁阀打开起经过了规定的时间之后,将所述第二电磁阀关闭。
(B-6)
根据B-1至B-5中的任一项所述的车辆,
在所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度低于规定的值的情况下,所述管理装置将所述第二电磁阀关闭。
(B-7)
根据B-1至B-6中的任一项所述的车辆,
调整所述第二膨胀阀的节流器,以使从所述第二膨胀阀向所述制冷剂输入部流动的制冷剂中包含液状的制冷剂。
(B-8)
根据B-7所述的车辆,
所述第二膨胀阀是交叉充注方式的热力膨胀阀。
(B-9)
根据B-7所述的车辆,
所述第二膨胀阀是与所述第二电磁阀一体化了的电子式膨胀阀。
(B-10)
一种温度调整系统,具备:
制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;以及
管理装置,其对具有多个电池模块并沿所述热交换板的所述第一面配置的电池模块组进行管理,
所述温度调整系统能够收容于具有所述电池模块组的车身,
所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮进行行驶的车辆,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述制冷剂回路具备使所述制冷剂在所述冷凝器与所述压缩机之间流动的第一制冷剂路径和第二制冷剂路径,
所述第一制冷剂路径具备所述第一膨胀阀和所述蒸发器,
所述第二制冷剂路径具备第二电磁阀和所述第二膨胀阀,
所述第二制冷剂路径与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
使所述压缩机以规定的转速旋转,所述管理装置将所述第二电磁阀打开,由此使存在于所述热交换板的压缩机油的至少一部分从所述热交换板向所述制冷剂回路移动。
(B-11)
根据B-10所述的温度调整系统,
所述管理装置估计存在于所述热交换板的压缩机油量,在所述压缩机油量为规定的值以上的情况下,将所述第二电磁阀打开。
(B-12)
根据B-10所述的温度调整系统,
在所述车辆为停车状态时,所述管理装置将所述第二电磁阀打开。
(B-13)
根据B-10所述的温度调整系统,
所述管理装置基于计时器控制来将所述第二电磁阀打开。
(B-14)
根据B-10至B-13中的任一项所述的温度调整系统,
所述管理装置在从将所述第二电磁阀打开起经过了规定的时间之后,将所述第二电磁阀关闭。
(B-15)
根据B-10至B-14中的任一项所述的温度调整系统,
在所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度低于规定的值的情况下,所述管理装置将所述第二电磁阀关闭。
(B-16)
根据B-10至B-15中的任一项所述的温度调整系统,
调整所述第二膨胀阀的节流器,以使从所述第二膨胀阀向所述制冷剂输入部流动的制冷剂中包含液状的制冷剂。
(B-17)
根据B-16所述的温度调整系统,
所述第二膨胀阀是交叉充注方式的热力膨胀阀。
(B-18)
根据B-16所述的温度调整系统,
所述第二膨胀阀是与所述第二电磁阀一体化了的电子式膨胀阀。
(C-1)
一种车辆,具备:
制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;
电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述热交换板的所述第一面配置;
管理装置,其管理所述电池模块组;
车身,其收容所述制冷剂回路、所述冷却液回路、所述热交换板、所述电池模块组以及所述管理装置;
第一车轮和第二车轮,所述第一车轮及所述第二车轮与所述车身相结合;以及
电动机,其使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮,
所述车辆能够使用所述第一车轮和所述第二车轮进行行驶,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却剂回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述制冷剂回路具备供所述制冷剂在所述冷凝器与所述压缩机之间流动的所述第一制冷剂路径和所述第二制冷剂路径,
所述第一制冷剂路径具备所述第一膨胀阀和所述蒸发器,
所述第二制冷剂路径具备第二电磁阀和所述第二膨胀阀,
所述第二制冷剂路径与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
所述管理装置控制所述冷却液的流量,以使在所述热交换板的所述冷却液层中流动的冷却液的流量根据从冷却开始时起的经过时间而变化。
(C-2)
根据C-1所述的车辆,
所述管理装置控制所述冷却液的流量,以使第一时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量比第二时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量少,
所述第一时刻是从所述冷却开始时起经过规定的经过时间之前的时刻,
所述第二时刻是从所述冷却开始时起经过所述规定的经过时间之后的时刻。
(C-3)
根据C-1所述的车辆,
在表示通过所述热交换板将所述电池模块组进行冷却的冷却负荷的大小的值比规定的值大的情况下,所述管理装置控制所述冷却液的流量,以使第一时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量比第二时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量少,
所述第一时刻是从所述冷却开始时起经过规定的经过时间之前的时刻,
所述第二时刻是从所述冷却开始时起经过所述规定的经过时间之后的时刻。
(C-4)
根据C-3所述的车辆,
表示所述冷却负荷的大小的值是所述压缩机的输出值β。
(C-5)
根据C-4所述的车辆,
所述压缩机的输出值β是根据所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度与所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度的目标值之差来决定的值,
所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度与所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度的目标值之差越大,则所述压缩机的输出值β越大。
(C-6)
根据C-1至C-5中的任一项所述的车辆,
所述制冷剂回路具备热交换防止机构,所述热交换防止机构防止在所述蒸发器中所述制冷剂与所述制冷剂回路的外部进行热交换。
(C-7)
根据C-6所述的车辆,
所述热交换防止机构是送风机,
所述管理装置通过抑制所述送风机的送风,来防止在所述蒸发器中所述制冷剂与所述制冷剂回路的外部进行热交换。
(C-8)
根据C-6所述的车辆,
所述热交换防止机构是配置于所述冷凝器与所述蒸发器之间且所述第一制冷剂路径内的第一电磁阀,
所述管理装置通过将所述第一电磁阀关闭,来防止在所述蒸发器中所述制冷剂与所述制冷剂回路的外部进行热交换。
(C-9)
根据C-1至C-8中的任一项所述的车辆,
将所述冷却液回路的冷却液进行加热的加热器配置于所述冷却液回路,
在所述加热器将所述冷却液回路的冷却液进行加热时,所述管理装置控制所述压缩机,以从所述制冷剂层向所述制冷剂回路回收所述制冷剂。
(C-10)
一种温度调整系统,具备:
制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;以及
管理装置,其对具有多个电池模块并沿所述热交换板的所述第一面配置的电池模块组进行管理,
所述温度调整系统能够收容于具有所述电池模块组的车身,
所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮进行行驶的车辆,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述制冷剂回路具备供所述制冷剂在所述冷凝器与所述压缩机之间流动的第一制冷剂路径和第二制冷剂路径,
所述第一制冷剂路径具备所述第一膨胀阀和所述蒸发器,
所述第二制冷剂路径具备第二电磁阀和所述第二膨胀阀,
所述第二制冷剂路径与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
所述管理装置控制所述冷却液的流量,以使在所述热交换板的所述冷却液层中流动的冷却液的流量根据从冷却开始时起的经过时间而变化。
(C-11)
根据C-10所述的温度调整系统,
所述管理装置控制所述冷却液的流量,以使第一时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量比第二时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量少,
所述第一时刻是从所述冷却开始时起经过规定的经过时间之前的时刻,
所述第二时刻是从所述冷却开始时起经过所述规定的经过时间之后的时刻。
(C-12)
根据C-10所述的温度调整系统,
在表示通过所述热交换板将所述电池模块组进行冷却的冷却负荷的大小的值比规定的值大的情况下,所述管理装置控制所述冷却液的流量,以使第一时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量比第二时刻的在所述冷却液层中流动的所述冷却液的流量少,
所述第一时刻是从所述冷却开始时起经过规定的经过时间之前的时刻,
所述第二时刻是从所述冷却开始时起经过所述规定的经过时间之后的时刻。
(C-13)
根据C-12所述的温度调整系统,
表示冷却负荷的大小的值是所述压缩机的输出值β。
(C-14)
根据C-13所述的温度调整系统,
所述压缩机的输出值β是根据所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度与所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度的目标值之差来决定的值,
所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度与所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度的目标值之差越大,则所述压缩机的输出值β越大。
(C-15)
根据C-10至C-14中的任一项所述的温度调整系统,
所述制冷剂回路具备热交换防止机构,所述热交换防止机构防止在所述蒸发器中所述制冷剂与所述制冷剂回路的外部进行热交换。
(C-16)
根据C-15所述的温度调整系统,
所述热交换防止机构是送风机,
所述管理装置通过抑制所述送风机的送风,来在所述蒸发器中防止所述制冷剂与所述制冷剂回路的外部进行热交换。
(C-17)
根据C-15所述的温度调整系统,
所述热交换防止机构是配置于所述冷凝器与所述蒸发器之间且所述第一制冷剂路径内的第一电磁阀,
所述管理装置通过将所述第一电磁阀关闭,来防止在所述蒸发器中所述制冷剂与所述制冷剂回路的外部进行热交换。
(C-18)
根据C-10至C-17中的任一项所述的温度调整系统,
将所述冷却液回路的冷却液进行加热的加热器配置于所述冷却液回路,
在所述加热器将所述冷却液回路的冷却液进行加热时,所述管理装置控制所述压缩机,以从所述制冷剂层向所述制冷剂回路回收所述制冷剂。
(D-1)
一种车辆,具备:
第一制冷剂回路,其具备第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述第一制冷剂回路中循环;
第二制冷剂回路,其具备第二压缩机、第二冷凝器以及第三膨胀阀,制冷剂在所述第二制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;
电池模块组,其具有多个电池模块,并沿所述热交换板的所述第一面配置;
车身,其收容所述第一制冷剂回路、所述第二制冷剂回路、所述冷却液回路、所述热交换板以及所述电池模块组;
第一车轮和第二车轮,所述第一车轮及所述第二车轮与所述车身相结合;以及
电动机,其使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮,
所述车辆能够使用所述第一车轮和所述第二车轮进行行驶,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却剂回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述第二制冷剂回路与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
所述第一制冷剂回路具备供所述制冷剂在所述第一冷凝器与所述第一压缩机之间流动的第一制冷剂路径和第二制冷剂路径,
所述第一制冷剂路径具备所述第一膨胀阀和所述蒸发器,
所述第二制冷剂路径具备第二电磁阀和所述第二膨胀阀,
所述车辆还具备冷却器,所述冷却器进行在所述冷却液回路中流动的冷却液与在所述第一制冷剂回路中流动的制冷剂之间的热交换,
所述冷却器能够进行在所述冷却液回路中流动的冷却液同在所述第一制冷剂回路中的、所述第二膨胀阀与所述第一压缩机之间流动的制冷剂之间的热交换。
(D-2)
根据D-1所述的车辆,
还具备管理装置,所述管理装置管理所述电池模块组,
通过所述管理装置将所述第二电磁阀打开,在所述第一制冷剂回路中的、所述第二膨胀阀与所述第一压缩机之间流动的制冷剂的量增加,
通过所述管理装置将所述第二电磁阀关闭,在所述第一制冷剂回路中的、所述第二膨胀阀与所述第一压缩机之间流动的制冷剂的量减少。
(D-3)
根据D-2所述的车辆,
所述管理装置将所述第二电磁阀打开,并且使所述泵动作。
(D-4)
根据D-2或D-3所述的车辆,
在对所述电池模块组快速充电时,所述管理装置将所述第二电磁阀打开。
(D-5)
根据D-2或D-3所述的车辆,
在所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度高于规定的值的情况下,所述管理装置将所述第二电磁阀打开。
(D-6)
根据D-1至D-5中的任一项所述的车辆,
所述冷却液回路具备加热器,所述加热器将进入所述热交换板的所述冷却液进行加温。
(D-7)
根据D-6所述的车辆,
所述管理装置控制所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第二电磁阀以及所述加热器,以使所述第一压缩机和所述第二压缩机停止,使所述第二电磁阀关闭,并且使所述加热器将进入所述热交换板的所述冷却液进行加温。
(D-8)
一种温度调整系统,具备:
第一制冷剂回路,其具备第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀、第二膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述第一制冷剂回路中循环;
第二制冷剂回路,其具备第二压缩机、第二冷凝器以及第三膨胀阀,制冷剂在所述第二制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;以及
热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层,
所述温度调整系统能够收容于具有电池模块组的车身,所述电池模块组具有多个电池模块,并沿所述热交换板的所述第一面配置,
所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述电池模块组供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮进行行驶的车辆,
所述冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述第二制冷剂回路与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
所述第一制冷剂回路具备供所述制冷剂在所述第一冷凝器与所述第一压缩机之间流动的第一制冷剂路径和第二制冷剂路径,
所述第一制冷剂路径具备所述第一膨胀阀和所述蒸发器,
所述第二制冷剂路径具备第二电磁阀和所述第二膨胀阀,
所述温度调整系统还具备冷却器,所述冷却器进行在所述冷却液回路中流动的冷却液与在所述第一制冷剂回路中流动的制冷剂之间的热交换,
所述冷却器能够进行在所述冷却液回路中流动的冷却液同在所述第一制冷剂回路中的、所述第二膨胀阀与所述第一压缩机之间流动的制冷剂之间的热交换。
(D-9)
根据D-8所述的温度调整系统,
还具备管理装置,所述管理装置管理所述电池模块组,
通过所述管理装置将所述第二电磁阀打开,在所述第一制冷剂回路中的、所述第二膨胀阀与所述第一压缩机之间流动的制冷剂的量增加,
通过所述管理装置将所述第二电磁阀关闭,在所述第一制冷剂回路中、所述第二膨胀阀与所述第一压缩机之间流动的制冷剂的量减少。
(D-10)
根据D-9所述的温度调整系统,
所述管理装置打开所述第二电磁阀,并且使所述泵动作。
(D-11)
根据D-9或D-10所述的温度调整系统,
在对所述电池模块组快速充电时,所述管理装置将所述第二电磁阀打开。
(D-12)
根据D-9或D-10所述的温度调整系统,
在所述电池模块组中包括的电池模块的平均温度高于规定的值的情况下,所述管理装置将所述第二电磁阀打开。
(D-13)
根据D-8至D-12中的任一项所述的温度调整系统,
所述冷却液回路具备将进入所述热交换板的所述冷却液进行加温的加热器。
(D-14)
根据D-13所述的温度调整系统,
所述管理装置控制所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第二电磁阀以及所述加热器,以使所述第一压缩机和所述第二压缩机停止,使所述第二电磁阀关闭,并且使所述加热器将进入所述热交换板的所述冷却液进行加温。
通过以上,参照附图对本公开所涉及的车辆、热交换板以及电池组的实施方式进行了说明,但是本公开并不限定于这些例子。显而易见的是,只要是本领域技术人员,就能够在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例、修正例、置换例、附加例、删除例、等同例,这些也当然属于本公开的技术范围中。
此外,本申请主张基于2020年3月31日申请的日本专利申请(日本特愿2020-064392)、2020年3月31日申请的日本专利申请(日本特愿2020-064389)、2020年3月31日申请的日本专利申请(日本特愿2020-064390)、2020年3月31日申请的日本专利申请(日本特愿2020-064391)以及2020年3月27日申请的日本专利申请(日本特愿2020-058577)的优先权,这些申请的内容在本申请中以参照的方式被引用。
产业上的可利用性
本公开的车辆、热交换板以及电池组在期望车载电池的温度调整的领域中是有用的。
附图标记说明
1:电池温度调整系统;1B:电池温度调整系统;5:制冷剂回路(第一制冷剂回路);51:第一压缩机;52:第一冷凝器;53:第一膨胀阀;54:第二膨胀阀;55:蒸发器;56:第一电磁阀;57:第二电磁阀;58:送风机;59:冷却器;5A:第一制冷剂路径;5B:第二制冷剂路径;6:冷却液回路;61:贮液器;62:加热器;7:管理装置;8:第二制冷剂回路;81:第二压缩机;82:第二冷凝器;83:第三膨胀阀;10、10A、10B:电池模块组;11:电池模块;21:热交换板;21A:第一热交换板;21B:第二热交换板;21C:第三热交换板;24:中间面;30:冷却液层;30A:冷却液输入部;30B:冷却液输出部;31:冷却液通路;31A:第一部分;31B:第二部分;40:制冷剂层;40A:制冷剂输入部;40B:制冷剂输出部;41:制冷剂通路;70:热交换板;71:冷却液层连接通路;90:电池组;91:壳体;100:车辆;101:车轮;101a:第一车轮;101b:第二车轮;101c:第三车轮;101d:第四车轮;102:车身;103:底面;411、411A~F:分支制冷剂通路;501:温度传感器;P:泵。
Claims (6)
1.一种车辆,具备:
制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;
冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;
第一热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的第一冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;
第一电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述第一热交换板的所述第一面配置;
第二热交换板,其具有第三面以及与所述第三面相反的第四面,具备使冷却液在所述第三面与所述第四面之间循环的第二冷却液层;
第二电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述第二热交换板的所述第三面配置;
车身,其收容所述制冷剂回路、所述冷却液回路、所述第一热交换板、所述第一电池模块组、所述第二热交换板以及所述第二电池模块组;
第一车轮和第二车轮,所述第一车轮及所述第二车轮与所述车身相结合;以及
电动机,其使用从所述第一电池模块组和所述第二电池模块组中的至少一方供给的电力来驱动所述第一车轮,
所述车辆能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶,
其中,所述第一冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述第一热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,所述制冷剂回路与所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部连接,
所述第一热交换板具备供所述冷却液朝向所述第一冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述第一冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液回路与所述冷却液输入部及所述冷却液输出部连接,
所述第一冷却液层与所述第二冷却液层经由冷却液层连接通路连接。
2.根据权利要求1所述的车辆,其特征在于,
所述制冷剂层具备供所述制冷剂从所述制冷剂输入部朝向所述制冷剂输出部流动的制冷剂通路,
所述制冷剂通路至少具备第一制冷剂通路和第二制冷剂通路,
所述制冷剂通路还具备分支为所述第一制冷剂通路和所述第二制冷剂通路的分支部、以及所述第一制冷剂通路与所述第二制冷剂通路结合的结合部,
所述第一制冷剂通路的至少一部分沿与所述第一方向正交的第二方向配置,
所述第二制冷剂通路的至少一部分沿所述第二方向配置,
所述第一冷却液层具备供所述冷却液流动的第一冷却液通路,所述第一冷却液通路的第一部分沿所述第一方向配置,所述第一冷却液通路的第二部分沿所述第一方向配置,所述第一部分的冷却液在所述第一方向上流动,所述第二部分的冷却液在与所述第一方向相反的方向上流动。
3.一种热交换板,具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的第一冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层,
所述热交换板能够收容于具备第一电池模块组的车身,所述第一电池模块组具备多个电池模块并沿所述第一面配置,
所述车身还能够收容:制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;第二热交换板,其具有第三面以及与所述第三面相反的第四面,具备使冷却液在所述第三面与所述第四面之间循环的第二冷却液层;以及第二电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述第二热交换板的所述第三面配置,
所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述第一电池模块组和所述第二电池模块组中的至少一方供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶的车辆,
所述第一冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部能够与所述制冷剂回路连接,
所述热交换板具备供所述冷却液朝向所述第一冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述第一冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液输入部及所述冷却液输出部能够与所述冷却液回路连接,
所述第一冷却液层与所述第二冷却液层能够经由冷却液层连接通路连接。
4.根据权利要求3所述的热交换板,其特征在于,
所述制冷剂层具备供所述制冷剂从所述制冷剂输入部朝向所述制冷剂输出部流动的制冷剂通路,
所述制冷剂通路至少具备第一制冷剂通路和第二制冷剂通路,
所述制冷剂通路还具备分支为所述第一制冷剂通路和所述第二制冷剂通路的分支部、以及所述第一制冷剂通路与所述第二制冷剂通路结合的结合部,
所述第一制冷剂通路的至少一部分沿与所述第一方向正交的第二方向配置,
所述第二制冷剂通路的至少一部分沿所述第二方向配置,
所述第一冷却液层具备供所述冷却液流动的第一冷却液通路,所述第一冷却液通路的第一部分沿所述第一方向配置,所述第一冷却液通路的第二部分沿所述第一方向配置,所述第一部分的冷却液在所述第一方向上流动,所述第二部分的冷却液在与所述第一方向相反的方向上流动。
5.一种电池组,具备:
第一热交换板,其具有第一面以及与所述第一面相反的第二面,具备使冷却液在所述第一面与所述第二面之间循环的第一冷却液层、以及使制冷剂在所述第一面与所述第二面之间循环的制冷剂层;以及
第一电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述第一面配置,
所述电池组能够收容于车身,
所述车身还能够收容:制冷剂回路,其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,制冷剂在所述制冷剂回路中循环;冷却液回路,其具备贮液器和泵,冷却液在所述冷却液回路中循环;第二热交换板,其具有第三面以及与所述第三面相反的第四面,具备使冷却液在所述第三面与所述第四面之间循环的第二冷却液层;以及第二电池模块组,其具备多个电池模块,并沿所述第二热交换板的所述第三面配置,
所述车身将第一车轮与第二车轮结合,并具备使用从所述第一电池模块组和所述第二电池模块组中的至少一方供给的电力来驱动所述第一车轮的电动机,所述车身能够构成能够使用所述第一车轮和所述第二车轮在第一方向上行驶的车辆,
所述第一冷却液层的至少一部分与所述制冷剂层重叠地配置,
所述第一热交换板具备供所述制冷剂朝向所述制冷剂层进入的制冷剂输入部、以及供所述制冷剂从所述制冷剂层流出的制冷剂输出部,所述制冷剂输入部及所述制冷剂输出部能够与所述制冷剂回路连接,
所述第一热交换板具备供所述冷却液朝向所述第一冷却液层进入的冷却液输入部、以及供所述冷却液从所述第一冷却液层流出的冷却液输出部,所述冷却液输入部及所述冷却液输出部能够与所述冷却液回路连接,
所述第一冷却液层与所述第二冷却液层能够经由冷却液层连接通路连接。
6.根据权利要求5所述的电池组,其特征在于,
所述制冷剂层具备供所述制冷剂从所述制冷剂输入部朝向所述制冷剂输出部流动的制冷剂通路,
所述制冷剂通路至少具备第一制冷剂通路和第二制冷剂通路,
所述制冷剂通路还具备分支为所述第一制冷剂通路和所述第二制冷剂通路的分支部、以及所述第一制冷剂通路与所述第二制冷剂通路结合的结合部,
所述第一制冷剂通路的至少一部分沿与所述第一方向正交的第二方向配置,
所述第二制冷剂通路的至少一部分沿所述第二方向配置,
所述第一冷却液层具备供所述冷却液流动的第一冷却液通路,所述第一冷却液通路的第一部分沿所述第一方向配置,所述第一冷却液通路的第二部分沿所述第一方向配置,所述第一部分的冷却液在所述第一方向上流动,所述第二部分的冷却液在与所述第一方向相反的方向上流动。
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Effective date of registration: 20240403 Address after: Kanagawa Prefecture, Japan Applicant after: Panasonic Automotive Electronic Systems Co.,Ltd. Country or region after: Japan Address before: Osaka, Japan Applicant before: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd. Country or region before: Japan |