CN216488250U - 车辆用电池的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆用电池的冷却系统。该车辆用电池的冷却系统具备：在导入模式为内部空气循环模式、车辆处于外部供电模式、且电池的温度在规定值以上这样的电池冷却要求条件成立的情况下，向送风机输出使其运转的动作指令信号的送风机控制单元；及在电池冷却要求条件成立的状态下，如果外部空气温度传感器检测到的外部空气的温度低于进气温度传感器检测到的进气口周围的空气温度且温差在规定值以上，则向内外空气切换装置输出使其将导入模式切换成外部空气导入模式的切换指令信号的切换指示单元。基于上述结构，能够有效地对外部供电中的电池进行冷却。

Description

车辆用电池的冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种车辆用电池的冷却系统。

背景技术

通常，在插电式混合动力车辆和电动车辆上(例如车厢内的后排座位的下方)均安装有行驶用的电池(即，车辆用电池，以下简称电池)。电动马达使用储蓄在电池中的电能来驱动车辆行驶。

另一方面，插电式混合动力车辆和电动车辆均能使用电池来向外部电气负载(车外的电气设备等)供电(以下称为外部供电)。进行外部供电时，电池会因内部电阻而发热。当电池温度升高后，供电效率会降低，因而需要对电池进行冷却。通常，插电式混合动力车辆和电动车辆上均设置有电池冷却系统。

现有技术中，为了实现电池的冷却，将电池容纳在与进气管和排气管连接的壳体内。进气管与车厢内部连通，排气管与外部连通，此外，在壳体内还设置有送风机。在外部供电中，当电池的温度上升到规定值时使送风机运转，以将车厢内的空气经由进气管导入到壳体内，并将壳体内的空气经由排气管排到外部(车外)。由此，通过将电池所产生的热量排到外部而将电池冷却。

然而，进行外部供电时车厢内通常没有驾乘者，因而空调机组运行停止。这样，车厢内的空气在得不到温度调节的状态下直接被导入到壳体内。因此，在车厢内的空气的温度较高的情况下，导入到壳体内的空气的温度也较高，从而电池无法获得良好的冷却效果。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种能够有效地对外部供电中的电池进行冷却的车辆用电池的冷却系统。

作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种车辆用电池的冷却系统，该车辆用电池的冷却系统包括进行车厢内的温度调节的空调机组；容纳车辆用的电池并通过进气管与车厢内连通的壳体；及安装在所述壳体内、用于导入车厢内的空气的送风机，所述空调机组具有将车厢内的空气的导入模式在内部空气循环模式与外部空气导入模式之间切换的内外空气切换装置，其特征在于：具备检测车辆是否处于用所述电池对外部电气负载供电的外部供电模式的外部供电模式检测单元；检测所述电池的温度的电池温度传感器；检测外部空气的温度的外部空气温度传感器；检测所述进气管的进气口周围的空气温度的进气温度传感器；在所述导入模式为所述内部空气循环模式、所述外部供电模式检测单元检测到车辆处于所述外部供电模式、且所述电池温度传感器检测到的所述电池的温度在规定值以上这样的电池冷却要求条件成立的情况下，向所述送风机输出使其运转的动作指令信号的送风机控制单元；及在所述电池冷却要求条件成立的状态下，如果所述外部空气温度传感器检测到的所述外部空气的温度低于所述进气温度传感器检测到的所述进气口周围的空气温度且温差在规定值以上，则向所述内外空气切换装置输出使其将所述导入模式切换成所述外部空气导入模式的切换指令信号的切换指示单元。

本实用新型的上述车辆用电池的冷却系统的优点在于，能够有效地对外部供电中的电池进行冷却。具体而言，在车辆处于对外部电气负载供电的外部供电模式、电池的温度在规定值以上、外部空气的温度低于进气管的进气口周围的空气温度且温差在规定值以上的情况下，导入模式被切换成外部空气导入模式，且送风机开始运转，从而，外部空气能够被导入到壳体内。由此，能够将温度较低的空气(外部空气)导入到壳体内，从而能够有效地对外部供电中的电池进行冷却。另外，本实用新型中所说的“外部空气”是指车辆外部的空气。

本实用新型的上述车辆用电池的冷却系统中，较佳为，所述空调机组具备冷媒循环回路，该冷媒循环回路具有在供冷运行时对导入车厢内的空气进行冷却的蒸发器。

另外，本实用新型的上述车辆用电池的冷却系统中，较佳为，还具备在所述电池冷却要求条件成立的状态下，如果所述外部空气温度传感器检测到的所述外部空气的温度高于所述进气温度传感器检测到的所述进气口周围的空气温度、或所述外部空气温度传感器检测到的所述外部空气的温度低于所述进气温度传感器检测到的所述进气口周围的空气温度但温差低于所述规定值，则向所述空调机组输出使其进行供冷运行的动作指令信号的空调控制单元。

基于上述结构，在将外部空气导入到壳体内也难以有效地冷却电池的情况下，通过使空调机组进行供冷运行而将导入车厢内的空气冷却，然后将车厢内的被冷却后的空气导入到壳体内，便能有效地对外部供电中的电池进行冷却。

附图说明

图1是表示本实用新型的实施方式的车辆用电池的冷却系统的结构的图。

图2是表示上述车辆用电池的冷却系统中的控制系统的结构的方框图。

图3是用于说明上述车辆用电池的冷却系统中通过导入外部空气来对电池进行冷却的情形的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的车辆用电池的冷却系统进行说明。本实施方式中，对将本实用新型的车辆用电池的冷却系统(以下，简称电池冷却系统)应用于插电式混合动力车辆的例子进行说明。

图1是表示本实施方式的电池冷却系统1的结构的图。如图1所示，电池冷却系统1包括空调机组2和电池冷却机组7。

空调机组2用于进行车厢内的温度调节。该空调机组2具备：构成用于将空调风导入到车厢内的空气通道的空调管道3、用于在空调管道3内产生气流的送风机(离心式送风机)21、用于冷却在空调管道3内流通的空气的冷媒循环回路4、及用于加热在空调管道3内流通的空气的冷却水回路5等。

在空调管道3的最上游侧(风的上游)，设置有用于使车厢内的空气(内部空气)进入的内部空气吸入口31、及用于使车厢外的空气(外部空气)进入的外部空气吸入口32。

在内部空气吸入口31的内侧与外部空气吸入口32的内侧之间，可自由转动地安装有内外部空气切换门33。该内外部空气切换门33由伺服电机等执行器33a(参照图2)驱动，用于进行车厢内的空气的导入模式的切换，即，内部空气循环模式与外部空气导入模式之间的切换。因此，内外部空气切换门33和执行器33a构成本实用新型的内外空气切换装置。

在空调管道3的最下游侧(风的下游)，设置有除霜器开口部34、面部开口部35、及脚部开口部36。

除霜器开口部34用于使空调风朝着车辆的前窗玻璃FW的内表面吹出。面部开口部35用于使空调风朝着驾乘者的头部和胸部吹出。脚部开口部36用于使空调风朝着驾乘者的脚部吹出。

并且，在开口部34的内侧与开口部35的内侧之间，可自由转动地安装有吹出口切换门37；在开口部36的内侧，可自由转动地安装有吹出口切换门38。吹出口切换门37、吹出口切换门38可分别在执行器37a、执行器38a(参照图2)的驱动下进行吹出口模式切换。

送风机21具有风扇22、和驱动风扇22旋转的风扇马达23。风扇马达23根据通过风扇驱动电路23a(参照图2)而被印加的风扇端子电压，对风扇风量(风扇22的旋转速度)进行控制。

冷媒循环回路4包括压缩机41、对从压缩机41的排出口排出的冷媒进行冷凝的冷凝器42、对冷凝液化的冷媒进行气液分离并仅使液体状冷媒流往下游侧的接受器43、使液体状冷媒减压膨胀的膨胀阀44、使减压膨胀后的冷媒蒸发汽化的蒸发器45、及将上述各装置环状地连结的冷媒管道46等。

蒸发器45被设置在上述空气通道内，用于使冷媒蒸发汽化。

压缩机41是由电动马达47驱动的电动压缩机，用于将所吸入的冷媒压缩后排出。电动马达47是旋转速度由未图示的逆变器所输出的交流电压控制的交流马达。压缩机41在电动马达47的驱动下运行，而使冷媒在冷媒循环回路4中循环。在蒸发器45中蒸发汽化的冷媒将空气冷却。

冷凝器42用于使在压缩机41中被压缩的冷媒冷凝液化。具体而言，在冷凝器42中，由冷却风扇48送来的外部空气和行驶风(车辆行驶时)与冷媒进行热交换，从而使冷媒冷凝液化。

冷却水回路5是通过水泵53使在发动机EG的水套内被加热的冷却水循环的回路，具有加热器芯51。

在加热器芯51的内部流通的发动机冷却水作为供暖用热源，将空气加热。另外，冷却水回路5除了具备加热器芯51之外，还具备用于将发动机冷却水的热量散发到外部的散热器、及用于进行冷却水的循环路径切换的恒温器(均未图示)等。

加热器芯51被设置在空气通道中的蒸发器45的下游侧，并配置在空气通道的下半部。

另外，在加热器芯51的上游侧，可自由转动地安装有混风门52。该混风门52由伺服电机等执行器52a(参照图2)驱动，通过调节从加热器芯51经过的空气的量与不从加热器芯51经过的空气的量之间的比例，来调节向车厢内吹出的空气的温度。

另一方面，电池冷却机组7用于对车辆用的电池71进行冷却。电池冷却机组7配置在车厢内的后排座位(未图示)的下方。

具体而言，电池冷却机组7具备容纳电池71的壳体72、进气管73、排气管74、及送风机75。

壳体72具备电池容置部72a和送风机容置部72b。电池容置部72a中容纳有电池71，送风机容置部72b中容纳有送风机75。电池71是在电池盒的内部容纳有电池模块的电池。

进气管73与送风机容置部72b相连，并且进气口73a与车厢内部连通。具体而言，进气管73连接在送风机容置部72b的顶面，进气口73a朝着水平方向(例如，朝向车辆的前方)敞开。因此，送风机75能够从上方导入在水平方向上从进气口73a吸入的车厢内的空气。

排气管74与电池容置部72a相连，并且排气口74a与外部空气连通。具体而言，排气管74连接在电池容置部72a的后侧，排气口74a朝下敞开。因此，从电池容置部72a沿水平方向流动的空气(带走了电池71的热量的空气)能够改变流动方向，朝着下方排出到车外。

送风机75具有能自由转动地被安装在送风机容置部72b中的风扇75a、及用于驱动风扇75a旋转的风扇马达75b。风扇马达75b根据通过风扇驱动电路75c(参照图2)而印加的风扇端子电压，来控制风扇的风量(风扇的旋转速度)。

图2是表示本实施方式的电池冷却系统1的控制系统的结构的方框图。如图2所示，电池冷却系统1的控制系统具备空调ECU200。该空调ECU200相应于车厢内的空调要求，对空调机组2的各执行器(33a、37a、38a、52a)、风扇驱动电路23a、及电动马达47进行控制的同时，对电池冷却机组7的风扇驱动电路75c进行控制。

空调ECU200接收从设置在车厢前侧的仪表板上的空调操作盘400上的各种开关输入的开关信号，并接收来自各种传感器(110～112)的传感器信号。所述各种传感器包含，检测进气管73的进气口73a周围的空气温度的进气温度传感器110、检测外部空气的温度的外部空气温度传感器111、及检测电池71的温度的电池温度传感器112等。

另外，空调ECU200与外部供电模式开关113连接。驾乘者通过操作该外部供电模式开关113，可将车辆设定为外部供电模式，即，用电池71中储蓄的电能向外部的电气负载供电的模式。当驾乘者对外部供电模式开关113进行操作，将车辆设定为外部供电模式时，空调ECU200能够接收到来自外部供电模式开关113输出的信号(外部供电模式信号)。

另外，空调ECU200具备空调控制单元201、外部供电模式检测单元202、送风机控制单元203、及切换指示单元204。

空调控制单元201相应于车厢内的供冷要求向空调机组2输出供冷指令信号，以使空调机组2运行。即，当驾乘者操作空调操作盘400要求供冷时，通过使电动马达47运转，使冷媒在冷媒循环回路4中循环，并在蒸发器45蒸发汽化，而将空气冷却。同时，送风机控制单元203向风扇驱动电路23a输出动作指令信号，使送风机21运转而将冷风供给到车厢内。这样，便能使车厢内的温度降低。

外部供电模式检测单元202通过接收外部供电模式开关113的输出信号(外部供电模式信号)，来检测是否被设定为向外部的电气负载供电的外部供电模式。

另外，送风机控制单元203通过控制送风机75的风扇驱动电路75c而使送风机75运转。具体而言，在导入模式为内部空气循环模式(条件1)、外部供电模式检测单元202检测出车辆被设定为外部供电模式(条件2)、且电池温度传感器112检测出的电池71的温度在规定值以上(条件3)这样的电池冷却要求条件成立(即，条件1～条件3均成立)的情况下，送风机控制单元203向风扇驱动电路75c输出动作指令信号，使送风机75运转。这样，进行外部供电时，在因内部电阻导致电池71发热的情况下，为了避免供电效率降低而使送风机75运转来对电池71进行冷却。

另外，在上述电池冷却要求条件成立的状态下，如果外部空气温度传感器111检测出的外部空气的温度低于进气温度传感器110检测出的进气口73a周围的空气温度且温差(检测出的外部空气的温度与检测出的进气口73a周围的空气温度之差)在规定值以上，则切换指示单元204向执行器33a输出切换信号，使内外部空气切换门33转动，而将导入模式切换为外部空气导入模式。

即，在上述电池冷却要求条件成立的状态下，如果外部空气的温度低于进气口73a周围的空气的温度且温差在规定值以上，则可判定为将外部空气导入到壳体72内能更有效地对电池71进行冷却，从而使送风机75运转的同时，将空调机组2的导入模式切换成外部空气导入模式。由此，能够将温度较低的空气(外部空气)导入到壳体72内，从而能够提高外部供电中的电池71的冷却效果。

相反，在上述电池冷却要求条件成立的状态下，如果外部空气的温度高于进气口周围的空气的温度，或者，外部空气的温度虽低于进气口周围的空气的温度但温差未达到规定值，则空调控制单元201输出供冷指令信号，以对导入车厢内的空气进行冷却。这样，在将外部空气导入到壳体72内也无法有效地对电池71进行冷却的情况下，通过使空调机组2运行而使冷媒在冷媒循环回路4中循环，来将导入车厢内的空气冷却。另外，由于此时的导入模式为内部空气循环模式，温度较高的外部空气不会被导入到车厢内，所以，即便在外部空气的温度较高的情况下，也能够利用空调机组2，有效地对外部供电中的电池71进行冷却。

本实用新型不局限于上述实施方式中记载的内容，可进行适当的变更。例如，上述实施方式中，对装设在插电式混合动力车辆上的电池冷却系统1进行了说明，但本实用新型也适用于装设在电动车辆上的电池冷却系统。

Claims (3)

1.一种车辆用电池的冷却系统，包括进行车厢内的温度调节的空调机组；容纳车辆用的电池并通过进气管与车厢内连通的壳体；及安装在所述壳体内、用于导入车厢内的空气的送风机，所述空调机组具有将车厢内的空气的导入模式在内部空气循环模式与外部空气导入模式之间切换的内外空气切换装置，其特征在于：

具备

检测车辆是否处于用所述电池对外部电气负载供电的外部供电模式的外部供电模式检测单元；

检测所述电池的温度的电池温度传感器；

检测外部空气的温度的外部空气温度传感器；

检测所述进气管的进气口周围的空气温度的进气温度传感器；

在所述导入模式为所述内部空气循环模式、所述外部供电模式检测单元检测到车辆处于所述外部供电模式、且所述电池温度传感器检测到的所述电池的温度在规定值以上这样的电池冷却要求条件成立的情况下，向所述送风机输出使其运转的动作指令信号的送风机控制单元；及

在所述电池冷却要求条件成立的状态下，如果所述外部空气温度传感器检测到的所述外部空气的温度低于所述进气温度传感器检测到的所述进气口周围的空气温度且温差在规定值以上，则向所述内外空气切换装置输出使其将所述导入模式切换成所述外部空气导入模式的切换指令信号的切换指示单元。

2.如权利要求1所述的车辆用电池的冷却系统，其特征在于：

所述空调机组具备冷媒循环回路，该冷媒循环回路具有在供冷运行时对导入车厢内的空气进行冷却的蒸发器。

3.如权利要求1或2所述的车辆用电池的冷却系统，其特征在于：

还具备在所述电池冷却要求条件成立的状态下，如果所述外部空气温度传感器检测到的所述外部空气的温度高于所述进气温度传感器检测到的所述进气口周围的空气温度、或所述外部空气温度传感器检测到的所述外部空气的温度低于所述进气温度传感器检测到的所述进气口周围的空气温度但温差低于所述规定值，则向所述空调机组输出使其进行供冷运行的动作指令信号的空调控制单元。

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