DE112007002846B4 - Gerät und Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung - Google Patents

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Abstract

Kühlgerät zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung (500) miteinem Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164), bei dem ein Ende mit einem Einlass (150, 152) verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen Ausrüstung (500) verbunden ist, und der eine Vielzahl von Kühlmediumverteilungswegen zwischen dem Einlass (150, 152) und der elektrischen Ausrüstung (500) aufweist,einer Zufuhreinheit (400) zur Zufuhr des Kühlmediums durch den Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164) zu der elektrischen Ausrüstung (500),einer Auswahleinheit (200) zur Auswahl irgendeines aus der Vielzahl der Wege,einer Schätzeinheit (300) zum Schätzen des Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung (500) durch das von der Zufuhreinheit (400) zugeführte Kühlmedium auf der Grundlage von Informationen, die sich auf einen Druckverlustgrad entsprechend dem durch die Auswahleinheit (200) ausgewählten Weg beziehen, undeiner Steuerungseinheit (300) zum Steuern der Zufuhreinheit (400) und/oder der elektrischen Ausrüstung (500) entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Kühlen einer elektrischen Ausrüstung bzw. Vorrichtung und genauer eine Technik zum Schätzen des Zustands der Zufuhr (Versorgung) eines Kühlmediums zu einer elektrischen Ausrüstung, das mit einem Mediumdurchlass (Mediumkanal, Mediumdurchgang) verbunden ist, der eine Vielzahl von Wegen ausweist, mit hoher Genauigkeit.
  • Stand der Technik
  • Elektrofahrzeuge, bei denen ein Motor zum Fahren (Fahrmotor, Fahrelektromotor) anstelle einer Brennkraftmaschine montiert ist (einschließlich Fahrzeuge, bei denen der Fahrmotor durch eine Brennstoffzelle betrieben wird) wurden entwickelt und in praktischer Verwendung gebracht. Weiterhin sind ebenfalls Hybridfahrzeuge, bei denen ein Fahrmotor zusätzlich zu einer Brennkraftmaschine montiert ist, entwickelt und in praktische Anwendung gebracht. Ein derartiges Fahrzeug ist mit einer Fahrbatterie versehen, die elektrische Antriebsleistung zu dem Fahrmotor ausgibt. Die Fahrbatterie bringt eine chemische Reaktion beim Laden/Entladen mit sich und muss daher gekühlt werden, um eine Batterieverschlechterung (Batterieverschleiß) zu verhindern, die verursacht wird, wenn die Batterie eine hohe Temperatur erreicht.
  • Im Hinblick auf ein derartiges Problem offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-1674 eine Batterietemperatursteuerungsvorrichtung, die zuverlässig eine fahrzeugeigene Batterie kühlt. Die Batterietemperatursteuerungsvorrichtung wird bei einem Fahrzeug angewandt, die eine hintere Klimaanlageneinheit aufweist, die an einem hinteren Teil des Fahrzeugs eingebaut ist und eine Lufttemperaturjustiereinrichtung zur Justierung der Temperatur der zu der Fahrzeugfahrgastzelle ausgeblasenen Luft justiert, wobei die Vorrichtung die Temperatur der fahrzeugeigenen Batterie steuert. Die Batterietemperatursteuerungsvorrichtung weist ein Rohr (Leitung) auf, die die Luft, die durch die Lufttemperaturjustiereinrichtung gelangt ist, zu der Batterie führt, und die durch das Rohr geführte Luft wird der Batterie zugeführt, wodurch die Batterietemperatur gesteuert wird.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Offenlegungsschrift ist es durch die Batterietemperatursteuerungsvorrichtung möglich, beim Kühlen der Batterie die zu der Batterie geblasene Lufttemperatur weiter zu verringern als bei dem herkömmlichen Beispiel, bei dem die Luft in der Fahrzeugfahrgastzelle zu der Batterie geblasen wird.
  • In der vorstehend beschriebenen Offenlegungsschrift offenbarten Batterietemperatursteuerungsvorrichtung ist jedoch eine Vielzahl von Wegen (Routen) gebildet, einschließlich eines Wegs für die Luft in der Fahrgastzelle, die zu der Batterie zirkuliert, und eines Wegs zum Kühlen der Batterie unter Verwendung der durch die Klimaanlage gekühlten Luft. Als Ergebnis wird es unmöglich, das Kühlverhalten eines Kühlventilators lediglich anhand von Informationen zu erfassen, die sich auf den Betriebszustand des Kühlventilators beziehen (wie ein Tastverhältnisbefehlswert oder eine Ventilatordrehzahl). Der Grund dafür besteht darin, dass ein Druckverlust je nach Weg differiert, und dass, falls eine Vielzahl von Kühlventilatoren auf Verteilungswegen eines Kühlmediums vorgesehen ist, das Batterieprüfverhalten variiert, selbst wenn die Kühlventilatoren in ähnlicher Weise arbeiten. Dies führt möglicherweise zu einer geringeren Genauigkeit der Kühlsteuerung der Batterie oder zu einer Verzögerung bei der Bestimmung einer anormalen Bedingung wie ein übermäßiges Laden der Batterie.
  • Die DE 10 2005 049 200 A1 offenbart eine Batteriekühlvorrichtung, bei der zwischen drei Luftansaugmodi umgeschaltet wird. In einem Innenluftmodus ist die durch ein Batteriekühlgebläse zum Kühlen einer Batterie angesaugte Luft die Luft innerhalb eines Fahzeugfahrgastraums, in dem Außenluftmodus ist die durch das Batteriekühlgebläse angesaugte Luft die Luft außerhalb des Fahrzeugfahrgastraums ist, und in einem Kühlluftmodus ist die durch das Batteriekühlgebläse angesaugte Luft die durch einen Verdampfapparat einer rücksitzseitigen Klimaanlage gekühlte Luft.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlgerät und ein Kühlverfahren für eine elektrische Ausrüstung bereitzustellen, die korrekt das Kühlverhalten erfassen können und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung und Genauigkeit der Bestimmung irgendeiner Anormalität verbessern können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kühlgerät gelöst, wie es in Patentanspruch 1 angegeben ist, und alternativ durch ein Kühlverfahren gelöst, wie es in Patentanspruch 5 angegeben ist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird erfindungsgemäß ein AusrüstungsKühlgerät zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung bereitgestellt. Das Kühlgerät weist auf: einen Mediumdurchlass (Mediumkanal, Mediumdurchführung), bei dem ein Ende mit einem Einlass verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen Ausrüstung verbunden ist, und der eine Vielzahl von Kühlmediumverteilungswegen zwischen dem Einlass und der elektrischen Ausrüstung aufweist, eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr des Kühlmediums durch den Mediumdurchlass zu der elektrischen Ausrüstung, eine Auswahleinrichtung zur Auswahl irgendeiner aus der Vielzahl der Wege, eine Schätzeinrichtung zum Schätzen des Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung durch das von der Zufuhreinrichtung zugeführten Kühlmediums auf der Grundlage von Informationen, die sich auf einen Druckverlustgrad entsprechend dem durch die Auswahleinrichtung ausgewählten Weg beziehen, und eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Zufuhreinrichtung und/oder der elektrischen Ausrüstung entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.
  • Erfindungsgemäß weist, wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass geformt ist, jeder Verteilungsweg einen unterschiedlichen Druckverlust auf. Dadurch wird es durch Schätzen des Kühlgrades auf der Grundlage des Informationsteils, das sich auf den Grad des Druckverlusts entsprechend dem ausgewählten Weg bezieht, möglich, das Kühlverhalten der Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung korrekt festzustellen. Dadurch kann beispielsweise durch Regeln (Regulieren) der Zufuhrgröße bzw. Zufuhrmenge entsprechend dem geschätzten Kühlgrad die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung verbessert werden. Alternativ dazu kann durch Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads und Bestimmung, dass die Zufuhreinrichtung und/oder die elektrische Ausrüstung anormal ist bzw. sind, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur der elektrischen Ausrüstung die Genauigkeit der Bestimmung einer Anormalität verbessert werden. Daher können das Kühlgerät und ein Kühlverfahren für die elektrische Ausrüstung bereitgestellt werden, die das Kühlverhalten korrekt feststellen können und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung und die Genauigkeit der Bestimmung irgendeiner Anormalität verbessern.
  • Vorzugsweise weist das kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung weiterhin eine erste Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer ersten Temperatur der elektrischen Ausrüstung, und eine zweiten Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer zweiten Temperatur des der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums auf, wobei die Schätzeinrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Schätzen der Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung durch die Zufuhreinrichtung zugeführten Kühlmediums, und eine Einrichtung zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage der geschätzten Strömungsrate und einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der erfassten zweiten Temperatur.
  • Erfindungsgemäß weist, wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass geformt ist, jeder Verteilungsweg einen unterschiedlichen Druckverlust auf. Daher ist es möglich, ein Fluss- bzw. Strömungsrate des Kühlmediums (beispielsweise Luft), das der elektrischen Ausrüstung zugeführt wird, auf der Grundlage der Informationen zu schätzen, die sich auf dem Druckverlustgrad entsprechend dem ausgewählten Weg beziehen. Weiterhin ist es möglich, auf der Grundlage der geschätzten Strömungsrate und des Unterschiedes (der Differenz) zwischen den ersten und zweiten Temperaturen den Kühlgrad der elektrischen Ausrüstung durch das Kühlmedium in dem ausgewählten Weg zu schätzen. Als Ergebnis kann das Kühlverhalten der Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung korrekt erfasst werden.
  • Weiter vorzugsweise kann das Kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung aufweisen: eine Temperaturschätzeinrichtung zum Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads, und eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, ob die elektrische Ausrüstung und/oder die Zufuhreinrichtung sich in einer anormalen Bedingung befindet, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der geschätzten Temperatur. Dabei weist die Steuerungseinrichtung auf: eine Einrichtung zur Steuerung der Zufuhreinrichtung und/oder der elektrischen Ausrüstung derart, dass die Temperatur der elektrischen Ausrüstung zumindest nicht erhöht wird, wenn eine Bestimmung der anormalen Bedingung gemacht wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads geschätzt, und falls diese sich stark von der erfassten ersten Temperatur unterscheidet (beispielsweise, falls die erste Temperatur deutlich höher ist), ist es möglich, eine Anormalität der elektrischen Ausrüstung (beispielsweise ein übermäßig geladener Zustand des Energiespeichermechanismus) oder einer Anormalität wie ein verschlechtertes Leistungsvermögen bzw. Verhalten der Zufuhreinrichtung mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.
  • Weiter vorzugsweise kann der Mediumdurchlass an einer Verzweigungsposition der Verteilungswege mit einem Schaltmechanismus zum Schalten der Verteilungswege vorgesehen sein. Die Auswahleinrichtung weist eine Einrichtung zur Auswahl des Verteilungsweges durch Schalten des Verteilungswegs unter Verwendung des Schaltmechanismus auf. Die Informationen weisen eine entsprechend zwischen den Schaltzustand des Schaltmechanismus und der Strömungsrate auf.
  • Erfindungsgemäß kann auf der Grundlage der Informationen, die sich auf dem Schaltzustand des Schaltmechanismus beziehen, der gegenwärtig ausgewählte Verteilungsweg identifiziert werden. Durch Schätzen der Strömungsrate des Kühlmediums entsprechend des identifizierten Verteilungswegs ist es möglich, die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung geführten Kühlmediums zu schätzen. Als Ergebnis ist es möglich, das Kühlverhalten der Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung korrekt zu festzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird erfindungsgemäß ein Kühlgerät zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung bereitgestellt. Das Kühlgerät weist auf: einen Mediumdurchlass (Mediumkanal, Mediumdurchführung) für ein Kühlmedium, bei dem ein Ende mit einem Einlass verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen Ausrüstung verbunden ist, und das einen Verteilungsweg zwischen dem Einlass und der elektrischen Ausrüstung aufweist, eine erste Zufuhreinrichtung zur Zufuhr des Kühlmediums durch den Mediumdurchlass zu der elektrischen Ausrüstung, eine zweite Zufuhreinrichtung, die zwischen dem Einlass und der ersten Zufuhreinrichtung auf dem Verteilungsweg vorgesehen ist, zur Zufuhr des Kühlmediums zu der elektrischen Ausrüstung, eine Schätzeinrichtung zum Schätzen des Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung durch das Kühlmedium, das von der ersten Zufuhreinrichtung zugeführt wird, auf der Grundlage des Zufuhrzustands des Kühlmediums, das durch die zweite Zufuhreinrichtung zugeführt wird, und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der ersten Zufuhreinrichtung und/oder der zweiten Zufuhreinrichtung und/oder der elektrischen Ausrüstung entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.
  • Erfindungsgemäß differiert, wenn erste und zweite Zufuhreinrichtungen auf den Verteilungsweg vorgesehen sind, die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums in Abhängigkeit von dem Zufuhrzustand des Kühlmediums durch die zweite Zufuhreinrichtung, selbst falls die erste Zufuhreinrichtung in derselben Weise arbeitet. Durch Schätzen des Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung durch das durch die erste Zufuhreinrichtung zugeführte Kühlmedium auf der Grundlage des Zustands der Zufuhr des Kühlmediums durch die zweite Zufuhreinrichtung kann die Kühlleistung (das das Kühlleistungsvermögen) der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung korrekt festgestellt werden. Folglich ist es beispielsweise durch Regulieren der Zufuhrmenge entsprechend den geschätzten Kühlgrad möglich, die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung zu verbessern. Alternativ dazu kann durch Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads und durch Bestimmung, ob die erste Zufuhreinrichtung und/oder die zweite Zufuhreinrichtung und/oder die elektrische Ausrüstung anormal sind, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur der elektrischen Ausrüstung, die Genauigkeit der Bestimmung einer Anormalität verbessert werden. Dabei können ein Kühlgerät und eine Kühlverfahren für eine elektrische Ausrüstung bereitgestellt werden, die das Kühlverhalten korrekt feststellen können und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung und die Genauigkeit der Bestimmung irgendeiner Anormalität verbessern können.
  • Vorzugsweise weist das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung weiterhin eine erste Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer ersten Temperatur der elektrischen Ausrüstung und eine zweite Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer zweiten Temperatur des der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums auf. Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung zum Schätzen der Strömungsrate des von der erste Zufuhreinrichtung zu der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums auf der Grundlage des Zustands der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung und eine Einrichtung zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage der geschätzten Strömungsrate und einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der erfassten zweiten Temperatur auf.
  • Erfindungsgemäß differiert, wenn erste und zweite Zufuhreinrichtungen auf dem Verteilungsweg vorgesehen sind, die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums in Abhängigkeit von dem Zustand der Zufuhr des Kühlmediums durch die zweite Zufuhreinrichtung, selbst falls die erste Zufuhreinrichtung in derselben Weise arbeitet. Daher ist es möglich, die Strömungsrate des von der ersten Zufuhreinrichtung zu der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums auf der Grundlage des Zustands der Zufuhr durch die zweite Zufuhreinrichtung zu schätzen. Weiterhin ist es möglich, auf der Grundlage der geschätzten Strömungsrate und der Differenz zwischen den ersten und zweiten Temperaturen den Kühlgrad zu schätzten. Folglich ist es möglich, dass Kühlleistungsvermögen bzw. die Kühlleistung der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung festzustellen.
  • Weiterhin weist das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung vorzugsweise auf: eine Temperaturschätzeinrichtung zum Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads und eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung, ob die erste Zufuhreinrichtung, die zweite Zufuhreinrichtung und/oder die elektrische Ausrüstung sich in einer anormalen Bedingung befindet, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der geschätzten Temperatur. Die Steuerungseinrichtung weist eine Einrichtung zur Steuerung der ersten Zufuhreinrichtung und/oder der zweiten Zufuhreinrichtung und/oder der elektrischen Ausrüstung derart auf, dass die Temperatur der elektrischen Ausrüstung zumindest nicht erhöht wird, wenn eine Bestimmung der anormalen Bedingung gemacht wird.
  • Erfindungsgemäß wird auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads die Temperatur der elektrischen Ausrüstung geschätzt, und falls diese sich stark von der erfassten ersten Temperatur unterscheidet (beispielsweise, falls die erste Temperatur deutlich höher ist), ist es möglich, eine Anormalität der elektrischen Ausrüstung oder einer Anormalität wie ein verschlechtertes Leistungsvermögen bzw. Verhalten der ersten und zweiten Zufuhreinrichtungen zu bestimmen.
  • Weiterhin weist der Mediumdurchlass vorzugsweise eine Vielzahl von Verteilungswegen auf. Der Mediumdurchlass ist an einer Verzweigungsposition der Verteilungswege mit einem Schaltmechanismus zum Schalten der Verteilungswege versehen. Das Kühlgerät weist weiterhin eine Auswahleinrichtung zur Auswahl irgendeines aus der Vielzahl der Verteilungswege durch Schalten des Verteilungswegs unter Verwendung des Schaltmechanismus auf. Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten Verteilungswegs zusätzlich zu dem Zustand der Zufuhr durch die zweite Zufuhreinrichtung auf.
  • Erfindungsgemäß weist, wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass vorgesehen ist, jeder Verteilungsweg einen unterschiedlichen Druckverlust auf. Daher differiert die Strömungsrate des verteilten Kühlmediums, selbst wenn die erste Zufuhreinrichtung und die zweite Zufuhreinrichtung in ähnlicher Weise arbeiten. Durch Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten Verteilungswegs zusätzlich zu dem Zustand der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung ist es möglich, das Kühlverhalten der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung in dem ausgewählten Verteilungsweg korrekt festzustellen.
  • Weiterhin weist vorzugsweise die zweite Zufuhreinrichtung eine Einrichtung zur Zufuhr des Kühlmediums zu dem Mediumdurchlass durch Drehung eines Ventilators auf. Das Kühlgerät weist weiterhin eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl des Ventilators auf. Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage der erfassten Drehzahl und des ausgewählten Verteilungswegs auf.
  • Erfindungsgemäß ist es durch Erfassung der Drehzahl des Ventilators möglich, den Zustand der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung zu erfassen. Dadurch ist es durch Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten Verteilungswegs und der Drehzahl des Ventilators möglich, das Kühlverhalten der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung korrekt festzustellen.
  • Weiterhin weist vorzugsweise die zweite Zufuhreinrichtung eine Einrichtung zur Zufuhr des Kühlmediums zu dem Mediumdurchlass durch Drehung eines Ventilators unter Verwendung eines Elektromotors als Leistungsquelle auf. Die Schätzeinrichtung weist eine Einrichtung zum Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage eines Tastverhältnisbefehlswerts bei der Steuerung des Elektromotors und des ausgewählten Verteilungswegs auf.
  • Erfindungsgemäß ist es auf der Grundlage des Tastverhältnisbefehls bei der Steuerung des Elektromotors möglich, den Zustand der Zufuhr der zweiten Zufuhreinrichtung zu erfassen. Dadurch ist es durch Schätzen des Kühlgrads auf der Grundlage des ausgewählten Verteilungswegs und des Tastverhältnisbefehls möglich, die Kühlleistung (das Kühlverhalten bzw. Kühlleistungsvermögen) der ersten Zufuhreinrichtung für die elektrische Ausrüstung korrekt festzustellen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen Aufbau eines Kühlgeräts für eine elektrische Ausrüstung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    • 2 zeigt eine Luftströmung (Weg A) in einem Mediumdurchlass.
    • 3 zeigt eine Luftströmung (Weg B) in dem Mediumdurchlass.
    • 4 zeigt eine Luftströmung (Weg C) in dem Mediumdurchlass.
    • 5 zeigt eine Luftströmung (Weg D) in dem Mediumdurchlass.
    • 6 zeigt ein Funktionsblockschaltbild einer HV_ECU, die in dem Gerät zum Kühlen der elektrischen Ausrüstung (Ausrüstungskühlgerät) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel enthalten ist.
    • 7 zeigt eine (erste) Tabelle, die eine KühlluftStrömungsrate Va entsprechend einem Tastverhältnisbefehlswert eines Batteriekühlgebläses und einer Luftströmungswiderstandsinformation wiedergibt.
    • 8 zeigt eine (zweite) Tabelle, die eine Kühlluftströmungsrate Va entsprechend einem Tastverhältnisbefehlswert eines Batteriekühlgebläses und einer Luftströmungswiderstandsinformation wiedergibt.
    • 9 zeigt ein Kühlverhalten Wc entsprechend einer Kühlluftströmungsrate Va und eine Differenz zwischen einer Batterietemperatur und einer Einlasstemperatur.
    • 10 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Steuerungsstruktur eines Programms zeigt, das durch die in dem Ausrüstungskühlgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel enthaltenen HV_ECU ausgeführt wird.
    • 11 zeigt ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg A entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert eines hinteren Klimaanlagengebläses und des Tastverhältnisbefehlswerts eines Batteriekühlgebläses.
    • 12 zeigt ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg B entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses und des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses.
    • 13 zeigt ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg C entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses und des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses.
    • 14 zeigt ein Kühlverhalten Wc entsprechend einem Weg D entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses und des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses.
  • Beste Arten zur Ausführung der Erfindung
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind dieselben Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Ihre Bezeichnungen (Namen) und Funktionen sind ebenfalls dieselben. Daher wird deren ausführliche Beschreibung nicht wiederholt.
  • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • Wie in 1 gezeigt ist, weist das Kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine hintere Klimaanlageneinheit 100, eine Klimaanlage-ECU (elektronische Steuerungseinheit) 200, eine HV_ECU 300 und ein Batteriekühlgebläse 400 auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die „elektrische Ausrüstung“ als eine Hochspannungsbatterie 500 beschrieben. Die elektrische Ausrüstung ist jedoch nicht speziell auf die Hochspannungsbatterie begrenzt und kann ein Kondensator, eine Brennstoffzelle, ein Umrichter oder eine andere elektrische Ausrüstung sein.
  • Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hochspannungsbatterie 500 an einem Hybridfahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine als Antriebsquellen montiert. Die Hochspannungsbatterie 500 führt elektrische Leistung der rotierenden elektrischen Maschine zu. Das Fahrzeug ist nicht auf ein Hybirdfahrzeug begrenzt, und kann beispielsweise eine Elektrofahrzeug oder ein Brennstoffzellenfahrzeug sein.
  • Die Hochspannungsbatterie 500 ist zwischen einem in einer Fahrgastzelle vorgesehenen Rücksitz und einem Kofferraum montiert, der an der hinteren Seite des Fahrzeugs vorgesehen ist (die beide nicht gezeigt sind). Die Position, an der die Hochspannungsbatterie 500 montiert ist, ist nicht auf die vorstehend beschriebene begrenzt. Weiterhin ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf die an einem Fahrzeug montierte elektrische Ausrüstung begrenzt. Die hintere Klimaanlageneinheit 100 ist zwischen dem in der Fahrgastzelle vorsehenden Rücksitz und dem an der hinteren Seite des Fahrzeugs vorsehenden Kofferraum vorgesehen. In der hinteren Klimaanlageneinheit 100 ist ein Mediumdurchlass (Mediumkanal, Mediumdurchgang) geformt, durch den ein Kühlmedium verteilt wird, und ist ein hinteres Klimaanlagengebläse 600 auf einem Weg in der Mitte des Mediumdurchlasss vorgesehen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kühlmedium als Luft beschrieben. Das Medium ist jedoch nicht spezifisch auf Luft begrenzt, und ein anderes Gas als Luft oder eine Flüssigkeit kann verwendet werden.
  • Der Mediumdurchlass ist mit Einlässen 150 und 152 verbunden, die in der Fahrgastzelle vorgesehen sind, und ist mit einem Batteriekühlgebläse 400 und einem (nicht gezeigten) Auslass der Klimaanlage in der Fahrgastzelle verbunden.
  • Der Mediumdurchlass ist aus Kühlrohren 154, 156, 158, 160, 162, 164, 502 und 504 sowie Schaltdämpfer bzw. schaltbare Dämpfer (Klappen, Schieber) 102, 104, 106, 108, 110 und 112 geformt. Der Mediumdurchlass weist eine Vielzahl von Luftverteilungswegen auf, die durch Schalten der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 verwirklicht werden.
  • Die Einlässe 150 und 152 sind durch das Kühlrohr 154 verbunden. Weiterhin ist zwischen den Einlässen 150 und 152 des Kühlrohrs 154 ein Schaltdämpfer 102 vorgesehen. Durch Schalten des Schaltdämpfers 102 wird ein Weg zwischen den Einlässen 150 und 252 durch das Kühlrohr 154 in Verbindung gebracht oder abgesperrt (unterbrochen).
  • Ein Ende des Kühlrohrs 154 auf der Seite des Einlasses 150 ist mit einem Ende des Kühlrohrs 156 an einem Ende des Kühlrohrs 160 verbunden. Das andere Ende des Kühlrohrs 156 ist mit einem mittleren Abschnitt des Kühlrohrs 162 verbunden. Weiterhin ist mit einem mittleren Abschnitts des Kühlrohrs 156 ein Ende des Kühlrohrs 158 verbunden.
  • An einer Verzweigungsposition zwischen den Kühlrohren 156 und 158 ist der Schaltdämpfer 104 vorgesehen. Durch Schalten des Schaltdämpfers 104 kann der Weg zwischen den Kühlrohren 156 und 158 abgeschaltet werden, oder wird das Kühlrohr 158 und ein Teil des Kühlrohrs 156 auf der Seite, die mit dem Kühlrohr 162 verbunden ist, in Verbindung gebracht, während das eine Ende und das Ende des Kühlrohrs 156 getrennt werden. Das andere Ende des Kühlrohrs 158 ist mit dem Kofferraum 800 verbunden.
  • An dem anderen Ende des Kühlrohrs 156 ist der Schaltdämpfer 106 vorgesehen. Durch Schalten des Schaltdämpfers 106 werden die Kühlrohre 156 und 162 in Verbindung gebracht, wird ein Querschnittsbereich des Kanals des Kühlrohrs 162 verringert oder wird die Verbindung zwischen den Kühlrohren 156 und 162 abgeschaltet.
  • Ein Ende des Kühlrohrs 162 ist mit der Mitte des Kühlrohrs 154 verbunden. An der Seite des einen Endes des Kühlrohrs 162 ist ein Filter 900 vorgehen. Das Filter 900 entfernt Fremdstoffe wie Schmutz und Staub aus der hindurchgelangenden Luft. In der Mitte des Kühlrohrs 162 und zwischen der Verzweigungsposition des Kühlrohrs 156 und des Filters 900 ist das hintere Klimaanlagengebläse 600 vorgesehen. Das andere Ende des Kühlrohrs 162 ist mit dem Auslass der Klimaanlage in der Fahrgastzelle verbunden.
  • In der Mitte des Kühlrohrs 162 auf der Seite, die näher an dem Auslass der Klimaanlage in der Fahrgastzelle von der Verzweigungsposition des Kühlrohrs 164 liegt, sind die Schaltdämpfer 110 und 112 vorgesehen. Durch Schalten der Klappen 110 und 112 werden ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 162 in Verbindung gebracht, werden ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 162 getrennt, oder durch Schalten von einer der Schaltdämpfer 110 und 112 wird der Querschnittsbereich des Kanals in der Mitte des Kühlrohrs 162 verringert.
  • Weiterhin ist in der Mitte des Kühlrohrs 162 und an der Seite, die näher an dem Klimaanlagenauslass als der Verzweigungsposition des Kühlrohrs 156 liegt, ein Verdampfer 1000 vorgesehen. Der Verdampfer 1000 selbst wird dadurch gekühlt, dass das Kühlmittel darin verdampft, und wenn Luft, die aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zugeführt wird, diese berührt bzw. kontaktiert, verringert sich die Lufttemperatur. Der Aufbau des Verdampfers 1000 ist allgemein bekannt, weshalb eine ausführliche Beschreibung davon an dieser Stelle nicht gegeben wird.
  • Weiterhin ist in der Mitte des Kühlrohrs 162 und zwischen dem Verdampfer 1000 und den Schaltdämpfer 110 und 112 ein Ende des Kühlrohrs 164 verbunden bzw. angeschlossen. Weiterhin ist das andere Ende des Kühlrohrs 164 mit dem mittleren Abschnitt des Kühlrohrs 160 verbunden.
  • An der Verzweigungsposition der Kühlrohre 164 und 160 ist der Schaltdämpfer 108 vorgesehen. Durch Schalten des Schaltdämpfers 108 wird die Verbindung zwischen den Kühlrohren 160 und 164 abgesperrt (getrennt), wird ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 160 abgesperrt, und werden die Kühlrohre 160 und 164 in Verbindung (Kommunikation) gebracht, oder die werden die Kühlrohre 160 und 164 in Verbindung gebracht, und werden ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 160 in Verbindung gebracht.
  • Das andere Ende des Kühlrohrs 160 ist mit dem Batteriekühlgebläse 400 verbunden. Das Batteriekühlgebläse 400 ist durch das Kühlrohr 502 mit der Hochspannungsbatterie 500 verbunden. Die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführte Luft wird der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt.
  • Die Hochspannungsbatterie 500 ist mit einem Ende des Kühlrohrs 504 verbunden. Zu dem Kühlrohr 504 wird die Luft, deren Temperatur aufgrund des Wärmaustausches mit der Hochspannungsbatterie 500 erhöht ist, ausgestoßen. Das andere Ende des Kühlrohrs 504 ist beispielsweise zur Verbindung (Kommunikation) zur Außenseite des Fahrzeugs geformt, obwohl dies nicht einschränkend ist. Es kann mit dem Kofferraum verbunden, oder es kann mit der Fahrgastzelle verbunden, oder es kann zu der hinteren Klimaanlageeinheit 100 zirkuliert werden.
  • Die Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 schalten kontinuierlich Klappenposition (Winkel) in Reaktion auf Schaltsignale aus der Klimaanlagen-ECU 200, obwohl dies nicht begrenzt ist. Beispielsweise können diese wahlweise eine vorbestimmte Vielzahl von Positionen (beispielsweise zwei Positionen) in Reaktion auf das Schaltsignal aus der Klimaanlagen-ECU 200 ändern.
  • Weiterhin ist ein Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302 zur Erfassung der Temperatur der zu der Hochspannungsbatterie 500 genommenen Luft in dem Kanal (Durchlass) in der Mitte des Kühlrohrs 502 vorgesehen. Der Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302 sendet ein Signal, dass die erfasste Lufttemperatur TC angibt, zu der HV ECU 300.
  • Weiterhin ist in der Hochspannungsbatterie 500 ein Batterietemperaturerfassungssensor 304 zur Erfassung der Temperatur der Hochspannungsbatterie 500 vorgesehen. Der Batterietemperaturerfassungssensor 304 sendet ein Signal, dass die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 500 angibt, zu der HV_ECU 300.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungsbatterie 500 ein Batteriepack, das eine Batteriemodulanordnung aufweist, die durch Kombinieren einer Vielzahl von Batteriemodulen geformt ist, die wiederum durch Verbindung einer Vielzahl von Batteriezellen in Reihe geformt sind, und einem Gehäuse, in dem die Batteriemodulanordnung untergebracht. Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft wird in dem Gehäuse zirkuliert und berührt die Batteriemodulanordnung darin, so dass ein Wärmeaustausch stattfindet. Daher wird die beim Laden/Entladen in der Batteriemodulanordnung erzeugte Wärme auf die Luft übertragen, und verringert sich die Temperatur der Batteriemodulanordnung, und wird die Anordnung gekühlt.
  • Das Batteriekühlgebläse 400 weist einen Elektromotor und ein Kühlventilator (cooling fan) auf, (die beide nicht gezeigt sind). Aus der HV_ECU 300 wird ein Tastverhältnissteuerungsbefehlssignal zu dem Batteriekühlgebläse 400 gesendet. Der Elektromotor des Batteriekühlgebläses 400 wird auf der Grundlage des empfangenen Tastverhältnissteuerungsbefehlssignals angetrieben. Wenn der Elektromotor angetrieben wird, dreht sich der Kühlventilator, und wird Luft aus dem Batteriekühlgebläse 400 zu der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt.
  • Das hintere Klimaanlagengebläse 600 weist einen Elektromotor und einen Kühlventilator auf (die beide nicht gezeigt sind). Zu dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 wird ein Tastverhältnissteuerungsbefehlssignal aus der Klimaanlagen-ECU 200 gesendet. Der Elektromotor des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird auf der Grundlage des empfangenen Tastverhältnissteuerungsbefehlssignals angetrieben. Wenn der Elektromotor angetrieben wird, dreht sich der Kühlventilator und wird Luft aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zu dem Verdampfer 1000 zugeführt.
  • Das Batteriekühlgebläse 400 entspricht der „ersten Zufuhreinrichtung“, und das hintere Klimaanlagengebläse 600 entspricht der „zweiten Zufuhreinrichtung“.
  • Weiterhin ist ein (nicht gezeigter) Drehzahlerfassungssensor zur Erfassung der Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators an dem Batteriekühlgebläse 400 vorgesehen. Der Drehzahlerfassungssensor (Drehzahlsensor) sendet ein Signal, dass die Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators angibt, zu der HV_ECU 300.
  • Weiterhin ist ein (nicht gezeigter) Drehzahlerfassungssensor zur Erfassung der Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators an dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 vorgesehen. Der Drehzahlerfassungssensor sendet ein Signal, dass die Drehzahl des Elektromotors oder Kühlventilators angibt, zu der Klimaanlagen-ECU 200.
  • Der Drehzahlerfassungssensor kann beispielsweise durch einen Resolver oder dergleichen verwirklicht werden, der an dem Elektromotor vorgesehen ist, obwohl dies nicht einschränkend ist. Beispielsweise kann eine Hall-Vorrichtung oder dergleichen zur Erfassung der Drehzahl des Elektromotors oder des Kühlventilators verwendet werden.
  • Die Klimaanalgen-ECU 200 steuert die Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 derart, dass zumindest eine von diesen entsprechend dem Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100 oder der Raumtemperatur geschaltet wird. Die Klimaanlagen-ECU 200 ist derart angeschlossen, dass eine bidirektionale Kommunikation mit der HV ECU 300 möglich ist. Dadurch steuert die Klimaanlagen-ECU 200 in Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten der Dämpfer aus der HV_ECU 300 die Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 derart, dass einer von diesen geschaltet wird.
  • Die HV ECU 300 steuert den Ladezustand der Hochspannungsbatterie 500, steuert das Batteriekühlgebläse 400 entsprechend dem Zustand der Hochspannungsbatterie 500 und steuert die rotierende elektrische Maschine sowie andere elektrische Ausrüstungen, die an dem Fahrzeug montiert sind, entsprechend dem Zustand des Fahrzeugs. Obwohl gemäß im vorliegenden Ausführungsbeispiel die HV_ECU 300 und die Klimaanlagen-ECU 200 als zwei ECUs beschrieben sind, die zu einer bidirektionalen Kommunikation in der Lage sind, kann eine ECU mit integrierten Funktionen der HV_ECU 300 und der Klimaanlagen-ECU 200 verwendet werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wählt die Klimaanlagen-ECU 200 einen Verteilungsweg unter der Vielzahl von Luftverteilungswegen des Mediumdurchlasss entsprechend der Schaltanforderung aus der HV_ECU 300 oder dem Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100. Insbesondere sendet die Klimaanlagen-ECU 200 ein Klappenschaltsignal zu zumindest eine der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112, so dass Luft entlang irgendeines aus der vorbestimmten Vielzahl von Luftverteilungswegen in dem Mediumdurchlass verteilt wird, auf der Grundlage des Schaltanforderungssignals aus der HV_ECU 300, der Fahrgastzellentemperatur oder des Betriebszustands der hinteren Klimaanlageneinheit 100.
  • Beispielsweise schaltet, wenn der Verteilungsweg der zum Kühlen der Hochspannungsbatterie 500 verwendeten Luft unter Verteilungsweg der für die Klimaanlagenfunktion verwendeten Luft zu trennen sind, wie es in 2 gezeigt ist, die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 102 derart, dass der Raum zwischen den Einlässen 150 und 152 an entgegengesetzten Enden des Kühlrohrs 154 abgesperrt werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 106 derart, dass die Verbindung bzw. Kommunikation zwischen dem Kühlrohr 156 und dem Kühlrohr 162 abgesperrt wird. Die Klimaanlagen-ECU 200 kann den Schaltdämpfer 104 derart schalten, dass ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 156 abgesperrt werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 108 derart, dass der Weg zwischen dem Kühlrohr 164 und dem Kühlrohr 160 abgesperrt wird.
  • Wenn das Batteriekühlgebläse 400 mit den in der vorstehend beschriebenen Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 arbeitet, wird die Luft in der Fahrgastzelle durch den Einlass 150 eingeführt, wie es durch den durchgezogenen Pfeil in 2 wiedergegeben ist. Die zu dem Einlass 150 eingeführte Luft strömt das Kühlrohr 160 und wird dann in das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen. Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitete Luft der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt. Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmaustausch mit der Batteriemodulanordnung in der Hochspannungsbatterie 500, woraufhin die Luft zu dem Kühlrohr 504 ausgestoßen wird. Dabei wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen. In der nachfolgenden Beschreibung ist der Weg, der durch den durchgezogenen Pfeil in 2 wiedergegeben ist, als „Weg A“ bezeichnet.
  • Wenn die Klimaanlageneinheit 100 arbeitet und das hintere Klimaanlagengebläse 600 arbeitet, wird die Luft in der Fahrgastzelle durch den Einlass 152 eingeführt, wie es durch einen gestrichelten Pfeil in 2 wiedergegeben ist. Die durch den Einlass 152 eingeführte Luft strömt durch das Kühlrohr 154, gelangt durch den Filter 900 und wird in das hintere Klimaanlagengebläse 600 aufgenommen.
  • Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird die Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitet wird, dem Verdampfer 1000 zugeführt. Die dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000, woraufhin die Luft durch den Klimaanlagenauslass in die Fahrgastzelle ausgestoßen wird. Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen. Daher weist die durch den Auslass ausgestoßene Luft eine niedrigere Temperatur als die Luft auf, die durch den Einlass 152 herein genommen worden ist.
  • Demgegenüber schaltet gemäß 3, wenn die Luft, deren Temperatur durch die hintere Klimaanlageneinheit 100 verringert wird, zum Kühlen der Hochspannungsbatterie 500 verwendet wird, die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 102 derart, dass die Einlässe 150 und 152 an den entgegengesetzten Enden des Kühlrohrs 154 in Verbindung gebracht werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 106 derart, dass die Verbindung zwischen den Kühlrohren 156 und 162 abgesperrt wird.
  • Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 108 derart, dass ein Ende und das andere Ende des Kühlrohrs 160 abgesperrt werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 die Schaltdämpfer 110 und 112 derart, dass in dem Kühlrohr 162 die Verbindung zwischen der Seite des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und der Seite des Klimaanlagenauslasses in der Fahrgastzelle abgesperrt wird.
  • Wenn das Batteriekühlgebläse 400 und das Klimaanlagengebläse 600 mit dem in der vorstehend beschrieben Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 arbeiten, wird die Luft in der Fahrgastzelle zu den Einlässen 150 und 152 eingeführt, wie es durch den durchgezogenen Pfeil in 3 gezeigt ist.
  • Die zu den Einlässen 150 und 152 eingeführte Luft strömt das Kühlrohr 154, gelangt durch den Filter 900 und wird in das hintere Klimaanlagengebläse 600 aufgenommen. Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitete Luft dem Verdampfer 1000 zugeführt.
  • Die dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000, woraufhin die Luft durch das Kühlrohr 164 strömt. Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen. Daher weist die durch das Kühlrohr 164 strömende Luft eine Temperatur auf, die niedriger als die durch die Einlässe 150 und 152 aufgenommene Luft ist.
  • Die Luft, die durch das Kühlrohr 164 strömt, wird weiter in das Kühlrohr 160 eingeführt und durch das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen. Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird die Luft, die unter Druck aus dem Kühlventilator zugeführt wird, der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt. Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft nimmt an dem Wärmeaustausch mit der Batteriemodulanordnung in der Hochspannungsbatterie 500 teil, woraufhin die Luft zu dem Kühlrohr 405 ausgestoßen wird. Dabei wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen. In der nachfolgenden Beschreibung ist der Weg, der durch den durchgezogenen Pfeil in 3 wiedergegeben ist, als „Weg B“ bezeichnet.
  • Wenn die Luft, deren Temperatur durch die hintere Klimaanlageneinheit 100 verringert worden ist, für die Klimaanlagenfunktion und zum Kühlen der Hochspannungsbatterie 500 verwendet wird, wie es in 4 gezeigt ist, sind die Schaltzustände der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 ähnlich zu denjenigen gemäß 3 mit der Ausnahme, dass die Schaltdämpfer 110 und 112 derart geschaltet sind, dass die Seite des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und die Seite des Klimaanlagenauslasses in der Fahrgastzelle in Verbindung stehen.
  • Mit den in der vorstehend beschriebenen Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 wird, wenn das Batteriekühlgebläse 400 und das hintere Klimaanlagengebläse 600 arbeiten, die Luft in der Fahrgastzelle zu den Einlässen 150 und 152 eingeführt, wie es durch den gezogenen Pfeil in 4 gezeigt ist.
  • Die zu den Einlässen 150 und 152 eingeführte Luft strömt durch das Kühlrohr 154, gelangt durch den Filter 900 und wird in das hintere Klimaanlagengebläse 600 aufgenommen. Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird die Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeführt wird, dem Verdampfer 1000 zugeführt.
  • Die dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000, woraufhin die Luft durch das Kühlrohr 161 strömt. Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen. Daher weist die durch das Kühlrohr 164 strömende Luft eine Temperatur auf, die niedriger als die der durch die Einlässe 150 und 152 aufgenommene Luft ist.
  • Die Luft, die durch das Kühlrohr 164 strömt, wird weiter in das Kühlrohr 160 eingeführt, und durch das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen. Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird die Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitet wird, der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt. Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit der Batteriemodulanordnung in der Hochspannungsbatterie 500, woraufhin die Luft zu dem Kühlrohr 504 ausgestoßen wird. Dabei wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen. In der nachfolgenden Beschreibung ist der Weg, der durch den durchgezogenen Pfeil in 4 wiedergegeben ist, als „Weg C“ bezeichnet.
  • Wenn die hintere Klimaanlageneinheit 100 arbeitet, wird ein Teil der Luft nach dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000 aus dem Klimaanlagenauslass in der Fahrgastzelle ausgestoßen, wie es in durch den gestrichelten Pfeil in 4 gezeigt ist. Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen, weshalb die aus dem Auslass ausgestoßene Luft eine niedrigere Temperatur aufweist als diejenige, die durch die Einlässe 150 und 152 aufgenommen wird.
  • Wenn die hintere Klimaanlageneinheit 100 lediglich das Blasen von Luft zu der Fahrgastzelle durchführt und die Hochspannungsbatterie 500 und die Hochspannungsbatterie 500 durch Verwendung von durch den Verdampfer 100 gekühlter Luft gekühlt wird, wie es in 5 gezeigt ist, schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 102 derart, dass die Route zwischen den Einlässen 150 und 152 an den gegenüberliegenden Enden des Kühlrohrs 154 abgesperrt wird. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 106 in dem Kühlrohr 162 derart, dass die Kühlrohre 156 und 162 in Verbindung stehen und die Querschnittsfläche des Durchlasses des Kühlrohrs 162 verringert ist.
  • Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 den Schaltdämpfer 108 derart, dass ein Ende und das andere Ende Kühlrohrs 160 abgesperrt werden. Weiterhin schaltet die Klimaanlagen-ECU 200 die Schaltdämpfer 110 und 112 derart, dass in dem Kühlrohr 162 eine Verbindung (Kommunikation) zwischen der Seite des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und der Seite des Klimaanlagenauslasses in der Fahrgastzelle abgesperrt (unterbrochen) wird.
  • Mit den in der vorstehend beschriebenen Weise geschalteten Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 wird, wenn das Batteriekühlgebläse 400 und das hintere Klimaanlagengebläse 600 arbeiten, die Luft in der Fahrgastzelle durch den Einlass 152 eingeführt, wie es durch den durchgezogenen Pfeil in 5 wiedergegeben ist.
  • Die durch den Einlass 152 eingeführte Luft strömt durch das Kühlrohr 154, gelangt durch den Filter 900 und wird zu dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 genommen. Durch den Betrieb des hinteren Klimaanlagengebläses 600 wird ein Teil der Luft, die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitet wird, dem Verdampfer 1000 zugeführt.
  • Die dem Verdampfer 1000 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 1000, woraufhin die Luft durch das Kühlrohr 164 strömt. Dabei wird die Wärme der Luft auf den Verdampfer 1000 übertragen. Daher weist die durch das Kühlrohr 164 strömende Luft eine Temperatur auf, die niedriger als diejenige der durch den Einlass 152 genommenen Luft ist.
  • Die Luft, die durch das Kühlrohr 164 strömt, wird weiter in das Kühlrohr 160 eingeführt, und wird durch das Batteriekühlgebläse 400 aufgenommen. Durch den Betrieb des Batteriekühlgebläses 400 wird die mit Druck aus dem Kühlventilator zugeleitete Luft der Hochspannungsbatterie 500 zugeführt. Die der Hochspannungsbatterie 500 zugeführte Luft nimmt Teil an dem Wärmeaustausch mit der Batteriemodulanordnung in der Hochspannungsbatterie 500, woraufhin die Luft zu dem.Kühlrohr 504 ausgestoßen wird. Dabei wird die Wärme der Batteriemodulanordnung auf die Luft übertragen. In der nachfolgenden Beschreibung ist der durch den durchgezogenen Pfeil in 5 wiedergegebene Weg als „Weg D“ bezeichnet.
  • Weiterhin strömt, wenn die hintere Klimaanlageneinheit 100 arbeitet, ein Teil der aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zugeführten Luft durch das Kühlrohr 156 und wird durch den Einlass 150 zu der Fahrgastzelle ausgestoßen, ohne dass der Verdampfer 1000 berührt wird, wie es durch einen gestrichelten Pfeil in 5 gezeigt ist.
  • In dem Kühlgerät mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die HV_ECU 300 den Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten Luft auf der Grundlage von Informationen schätzt, die sich auf den Grad des Druckverlustes entsprechend dem ausgewählten Weg unter der Vielzahl von Verteilungswegen beziehen, die in dem Mediumdurchlass eingestellt sind. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die HV_ECU 300 den Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten Luft auf der Grundlage des Zustands der Luftzufuhr aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 zusätzlich zu den Weginformationen schätzt.
  • Die HV ECU 300 steuert den Betriebszustand des Batteriekühlgebläses 400 und/oder des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und/oder der Hochspannungsbatterie 500 entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.
  • 6 zeigt ein Funktionsschaltbild der HV_ECU 300, die in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten ist.
  • Die HV_ECU 300 weist eine (nachstehend als Eingangs-I/F bezeichnete) Eingangsschnittstelle 310, eine Betriebseinheit 340, eine Speichereinheit 320 und eine (nachstehend als Ausgangs-I/F bezeichnete) Ausgangsschnittstelle 330 auf.
  • Die Eingangsschnittstelle 310 empfängt die Weginformation aus der Klimaanlagen-ECU 200, ein Batteriegebläsedrehzahlsignal aus dem Batteriekühlgebläse 400, ein Klimaanlagengebläsedrehzahlsignal aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600, ein Batterietemperatursignal aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 und ein Einlass- bzw. Ansauglufttemperatursignal aus dem Einlasslufttemperaturerfassungssignal 302, und sendet diese Signale zu der Betriebseinheit 340.
  • Die Betriebseinheit 340 weist eine Strömungsratenberechnungseinheit 342, eine Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344, eine Kühlleistungsberechnungseinheit (Kühlleistungsvermögensberechnungseinheit) 346, eine Batterietemperaturschätzeinheit 348, eine Anormalitätsbestimmungseinheit 350 und eine Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 auf.
  • Die Strömungsratenberechnungseinheit 342 berechnet eine Kühlluftströmungsrate VA, die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführt wird, unter Verwendung einer in der Speichereinheit vorab gespeicherten Tabelle gemäß 7, anhand der Routeninformationen und des Tastverhältnisbefehlswerts für das Batteriekühlgebläse 400. Die in 7 gezeigte Tabelle zeigt eine Kühlluftströmungsrate VA entsprechend den Betriebszuständen des Batteriekühlgebläses 400 und den Wegen, die beispielsweise durch Experimente angepasst und eingestellt sind. Anstelle der Tastverhältnisbefehlswerte für das Batteriekühlgebläse 400 kann eine Batteriegebläsedrehzahl von dem Batteriekühlgebläse 400 verwendet werden.
  • Luftströmungswiderstandsinformationen (0) bis (4), die in der Tabelle gemäß 7 gezeigt sind, geben Informationen wieder, die die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem Druckverlust in dem Luftverteilungsweg auf der Grundlage des Schaltzustands der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 (d.h., der Dämpferposition (-winkel) (Klappenposition, Klappenwinkel) oder dergleichen jedes Schaltdämpfers) und des Betriebszustands des hinteren Klimaanlagengebläses (beispielsweise des Tastverhältnisbefehlswerts oder der Drehzahl des hinteren Klimaanlagengebläses 600) spezifiziert sind.
  • Beispielsweise sei angenommen, dass die Luftströmungswiderstandsinformation (2) derart eingestellt ist, dass sie dem Schaltzustands des Wegs A und einem Tastverhältnisbefehlswerts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des hinteren Klimaanlagengebläses 600 entspricht.
  • Wenn die Schaltzustände der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 dem Zustand des Wegs A entsprechen und der Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, sendet die Klimaanlagen-ECU 200 ein Signal, das die Luftströmungswiderstandsinformation (2) wiedergibt, als die Weginformation zu der HV-ECU 300.
  • Bei Empfang der Weginformationen, die die Luftströmungswiderstandsinformation (2) wiedergeben, berechnet die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die Kühlungsluftströmungsrate VA anhand der Tabelle gemäß 7 auf der Grundlage des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses 400. Beispielsweise sei angenommen, dass der Tastverhältnisbefehlswert zu diesem Zeitpunkt 30% ist. Dann berechnet die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die Kühlluftströmungsrate VA als 40 m3/h anhand der Tabelle gemäß 7.
  • Der Betrieb der Strömungsratenberechnungseinheit 342 ist nicht auf die Berechnung der Kühlluftströmungsrate VA unter Verwendung der Tabelle gemäß 7 beschränkt. Beispielsweise kann die Strömungsratenberechnungseinheit die Kühlluftströmungsrate VA unter Verwendung elf verschiedener Luftströmungswiderstandsinformationen (0) bis (10) entsprechend den Wegen und des Betriebszustands des hinteren Klimaanlagengebläses 600 gemäß 8 berechnen. Alternativ dazu kann ein Kennfeld oder eine Gleichung anstelle der Tabelle gemäß 7 oder 8 verwendet werden. Weiterhin kann die Strömungsratenberechnungseinheit 342 zeitweilig die berechnete Kühlluftströmungsrate VA in der Speichereinheit 320 speichern.
  • Weiterhin kann die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die Kühlluftströmungsrate VA für einen nicht in der Tabelle gemäß 7 oder 8 gezeigten Tastverhältnisbefehlswert beispielsweise durch lineare Interpolation berechnen.
  • Die Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344 berechnet eine Differenz zwischen der Batterietemperatur TB der Hochspannungsbatterie 500 und der Einlasslufttemperatur TC auf der Grundlage des Batterietemperatursignals und des Einlasslufttemperatursignals. Die Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344 kann zeitweilig die berechnete Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC in der Speichereinheit 320 speichern.
  • Die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 berechnet eine Kühlleistung WC auf der Grundlage der berechneten Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC und der Kühlluftströmungsrate VA. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bezieht sich die „Kühlleistung“ auf den Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten Luft, und insbesondere stellt sie eine Wärmemenge dar, die pro Zeiteinheit ausgestrahlt werden kann.
  • Beispielsweise berechnet die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 die Kühlleistung WC anhand der Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC und anhand der Kühlluftströmungsrate VA unter Verwendung der in 9 gezeigten Tabelle. Die in 9 gezeigten Tabelle gibt die Kühlleistung WC entsprechend der Differenz der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC sowie der Kühlluftströmungsrate VA wieder, die beispielsweise durch Experimente angepasst ist. Anstelle der in 9 gezeigten Tabelle kann ein Kennfeld oder eine Gleichung verwendet werden.
  • Beispielsweise spezifiziert die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 eine Kühlleistung WC von 90 W anhand der Tabelle gemäß 9, wenn die berechnete Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC 5°C beträgt und die Kühlluftströmungsrate VA 40 m3/h beträgt. Die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 kann zeitweilig die berechnete Kühlleistung WC in der Speichereinheit 320 speichern. Weiterhin kann in Bezug auf die Kühlluftströmungsrate VA und die Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 die Kühlleistung WC entsprechend einer Temperaturdifferenz und einer Strömungsrate, die nicht in der Tabelle gemäß 9 gezeigt sind, beispielsweise durch lineare Interpolation berechnen.
  • Die Kühlleistungsberechnungseinheit 346 kann die Kühlleistung WC auf der Grundlage der Kühlluftströmungsrate VA und der Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC berechnen, die zeitweilig in der Speichereinheit 320 gespeichert sind.
  • Die Batterietemperaturschätzeinheit 348 schätzt die Batterietemperatur TBS anhand der berechneten Kühlleistung WC und der in der Batteriemodulanordnung der Hochspannungsbatterie 500 berechneten Wärmemenge (Stromwert x Stromwert x Innenwiderstandwert), die anhand des Innenwiderstands und eines durch einen nicht gezeigten Strommesser erhaltenen Stroms berechnet wird. insbesondere wird die Batterietemperatur TBS durch Berechnung des Grads einer Erhöhung oder Verringerung der Batterietemperatur auf der Grundlage der Differenz zwischen der Kühlleistung WC und der Menge der erzeugten Wärme geschätzt. Die Batterietemperaturschätzeinheit 348 kann zeitweilig die geschätzte Temperatur TBS in der Speichereinheit 320 speichern.
  • Die Anormalitätsbestimmungseinheit 350 berechnet eine Abweichung zwischen der geschätzten Batterietemperatur TBS und der aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 empfangenen Batterietemperatur TB. Die Anormalitätsbestimmungseinheit 250 bestimmt, dass eine anormale Bedingung bzw. ein anormaler Zustand vorliegt, der bzw. die durch ein übermäßiges Laden der Hochspannungsbatterie, ein verschlechtertes Leistungsvermögen des Batteriekühlgebläses 400 oder dergleichen verursacht wird, falls der absolute Wert der berechneten Abweichung größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder die Batterietemperatur TB um einen vorbestimmten Wert höher als die geschätzte Batterietemperatur TBS ist. Die Anormalitätsbestimmungseinheit 350 kann ein Anormalitätsbestimmungs-Flag setzen, wenn das Vorliegen einer anormalen Bedingung bestimmt wird.
  • Die Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 führt einen Ausfallsicherungsprozess durch, wenn die Bestimmung einer anormalen Bedingung gemacht wird. die Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 führt einen Ausfallsicherungsprozess durch Steuerung der Hochspannungsbatterie 500 und/oder des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und/oder des Batteriekühlgebläses 400 durch.
  • Ein möglicher Ausfallsicherungsprozess kann das Aussetzen der Energieversorgung durch die Hochspannungsbatterie 500 zu der rotierenden elektrischen Maschine durch Absperren (Abschalten) einer Relaisschaltung, eine Erhöhung der Luftzufuhr durch das hintere Klimaanlagengebläse 600 oder eine Erhöhung der Zufuhr durch das Batteriekühlgebläse 400 umfassen.. Diese sind nicht einschränkend, und jeder Ansatz, der zumindest einen Temperaturanstieg der Hochspannungsbatterie 500 verhindern kann, kann unternommen werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Strömungsratenberechnungseinheit 342, die Temperaturdifferenzberechnungseinheit 344, die Kühlleistungsberechnungseinheit 346, die Batterietemperaturschätzeinheit 348, die Anormalitätsbestimmungseinheit 350 und die Ausfallsicherungsverarbeitungseinheit 352 alle als Software-Funktionen beschrieben, die durch eine CPU (Zentraleverarbeitungseinheit) als die Betriebseinheit 340, die ein in der Speichereinheit 320 gespeichertes Programm ausführen, verwirklicht. Diese können durch Hardware implementiert sein. Ein derartiges Programm wird auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet und in das Fahrzeug installiert.
  • Die Speichereinheit 320 speichert verschiedene Informationen (Informationsteile), Programme, Schwellwerte, Kennfelder und dergleichen, und Daten werden durch die Betriebseinheit 340 wie erforderlich gelesen oder gespeichert.
  • Nachstehend ist die Steuerungsstruktur des durch die HV_ECU 300 des Kühlgeräts für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführten Programms unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
  • In Schritt S100 (wobei nachstehend „Schritt“ einfach durch S bezeichnet ist) empfängt die HV_ECU 300 Weginformationen einschließlich der Luftströmungswiderstandsinformation von der Klimaanlagen-ECU 200. In S102 beschafft die HV_ECU 300 einen Tastverhältnisbefehlswert des Batteriegebläses 400.
  • Die S104 berechnet die HV_ECU 300 die Kühlluftströmungsrate VA anhand der empfangenen Weginformation, des beschafften Tastverhältnisbefehlswerts und der in 7 gezeigten Tabelle. In S106 beschafft die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TB aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304. In S108 beschafft die HV_ECU 300 die Einlasslufttemperatur TC von dem Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302.
  • In S110 berechnet die HV ECU 300 die Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC. In S112 berechnet die HV_ECU 300 die Kühlleistung WC anhand der Kühlluftströmungsrate VA, der Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Einlasslufttemperatur TC und der in 9 gezeigten Tabelle.
  • In S114 schätzt die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TBS auf der Grundlage der berechneten Kühlleistung WC und der in der Hochspannungsbatterie 500 erzeugten Wärmemenge. In S116 bestimmt die HV_ECU 300, ob sich das Batteriekühlgebläse 400, das hintere Klimaanlagengebläse 600 oder die Hochspannungsbatterie 500 in einer anormalen Bedingung (anormalen Zustand) befinden.
  • Insbesondere bestimmt, falls der absolute Wert der Abweichung zwischen der geschätzten Temperatur und der von dem Batterietemperatursensor 304 beschafften Batterietemperatur TB größer als ein vorbestimmter Wert ist, die HV_ECU 300, dass die Bedingung anormal ist, beispielsweise bestimmt sie, dass die Hochspannungsbatterie 500 in einem übermäßig geladenen Zustand ist, oder das Kühlleistungsvermögen bzw. die Kühlleistung des Batteriekühlgebläses 400 und des hinteren Klimaanlagengebläses 500 verschlechtert ist. Falls die Hochspannungsbatterie 500, das Batteriekühlgebläse 400 oder das hintere Klimaanlagengebläse 600 anormal ist (Ja in S116), geht der Prozess zu S118 über. Bei einem Nein (Nein in S116) endet die Verarbeitung bzw. der Prozess. In S118 führt die HV_ECU 300 den Ausfallsicherungsprozess (Fail-Safe-Prozess) durch.
  • Der Betrieb des Kühlgeräts für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Grundlage der Struktur und des Flussdiagramms, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, ist nachstehend beschrieben.
  • Gemäß dem Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100 wird irgendeine der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 geschaltet. Dabei empfängt die HV_ECU 300 Weginformationen (Routeninformationen), die irgendeine der Luftströmungswiderstandsinformationen (0) bis (4) wiedergeben, von der Klimaanlagen-ECU 200 (S100). Die HV_ECU 300 beschafft ein Tastverhältnisbefehlswert für das Batteriekühlgebläse 400 (S202).
  • Die HV_ECU 300 berechnet die Kühlluftströmungsrate VA anhand der empfangenen Weginformation, des beschafften Tastverhältnisbefehlswerts und der in 7 gezeigten Tabelle (S104). Die HV_ECU 300 beschafft die Batterietemperatur TB aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 (S106) und beschafft die Einlasslufttemperatur TC aus dem Einlasslufttemperaturerfassungssensor 302 (5108).
  • Die HV_ECU 300 berechnet Batterietemperatur TB - Einlasslufttemperatur TC (S110), und berechnet anhand der berechneten Batterietemperatur TB - Einlasslufttemperatur TC und der Kühlluftströmungsrate VA die Kühlleistung WC (S112).
  • Auf der Grundlage der berechneten Kühlleistung WC schätzt die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TBS (S114), und falls der absolute Wert der Abweichung zwischen der geschätzten Batterietemperatur TBS und der von dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 beschafften Batterietemperatur TB gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist (Ja in S116), führt sie den Ausfallsicherungsprozess durch (S118).
  • Wenn der Ausfallsicherungsprozess durchgeführt wird, wird aufgrund der Erhöhung der Luftzufuhr durch das Batteriekühlgebläse 400 oder durch das hintere Klimaanlagengebläse 600 oder aufgrund des Aussetzens der Energieversorgung durch die Hochspannungsbatterie 500 eine Erhöhung der Batterietemperatur in der Hochspannungsbatterie 500 verhindert.
  • Falls der absolute Wert der Abweichung kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird.bestimmt, dass keine anormale Bedingung vorliegt (Nein in S116), und wird der Ausfallsicherungsprozess nicht durchgeführt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn eine Vielzahl von Verteilungswegen in dem Mediumdurchlass geformt sind, jeder Weg einen unterschiedlichen Druckverlustgrad auf, weshalb auf der Grundlage der Informationen in Bezug auf den Druckverlustgrad entsprechend dem ausgewählten Weg die Kühlleistung geschätzt, wodurch die Kühlleistung für die Hochspannungsbatterie durch das Batteriekühlgebläse in dem ausgewählten Weg korrekt festgestellt werden kann.
  • Zusätzlich differiert, falls das Batteriekühlgebläse und das hintere Klimaanlagengebläse auf dem Verteilungsweg vorgesehen sind, die Luftströmungsrate der Hochspannungsbatterie zugeführten Luft in Abhängigkeit von dem Zustand der Zufuhr des Kühlmediums durch das hintere Klimaanlagengebläse die Luftströmungsrate der der Hochspannungsbatterie zugeführten Luft, selbst wenn das Batteriekühlgebläse in derselben Weise arbeitet. Daher wird auf der Grundlage des Zustands der Luftzufuhr von dem hinteren Klimaanlagengebläse die Kühlleistung für die Hochspannungsbatterie durch die durch das Batteriekühlgebläse zugeführten Luft geschätzt, wodurch die Kühlleistung für die Hochspannungsbatterie des Batteriekühlgebläses korrekt festgestellt werden kann.
  • Dadurch kann durch Steuerung des Ausmaßes bzw. der Menge der Zufuhr entsprechend der geschätzten Kühlleistung die Genauigkeit der Kühlsteuerung für die Hochspannungsbatterie verbessert werden. Durch Schätzen der Temperatur der Hochspannungsbatterie auf der Grundlage des geschätzten Kühlverhaltens und durch Bestimmung, ob das Batteriekühlgebläse und/oder das hintere Klimaanlagengebläse und/oder die Hochspannungsbatterie anormal ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der tatsächlichen Temperatur der Hochspannungsbatterie, die Genauigkeit der Bestimmung einer Anormalität verbessert werden. Daher ist es möglich, ein Kühlgerät und ein Kühlverfahren für eine elektrische Ausrüstung bereitzustellen, die korrekt die Kühlleistung feststellen können, und dadurch die Genauigkeit der Kühlsteuerung der elektrischen Ausrüstung und die Genauigkeit der Bestimmung irgendeiner Anormalität verbessern können.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Struktur bzw. ein Aufbau beschrieben, der bzw. die eine Vielzahl von Verteilungswegen aufweist und in zumindest einem aus der Vielzahl der Verteilungswege das hintere Klimaanlagengebläse vorgesehen ist. Dieser Aufbau ist nicht einschränkend. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung auf einen Aufbau mit einer Vielzahl von Verteilungswegen angewandt werden, wobei das hintere Klimaanlagengebläse nicht auf irgendeinem der Verteilungswege vorgesehen ist, oder die vorliegende Erfindung kann auf einen Aufbau angewandt werden, der einen einzelnen Verteilungsweg aufweist und eine Vielzahl von Kühlgebläsen auf dem Verteilungsweg vorgesehen sind. Selbst in diesem Fall können ähnliche Wirkungen erzielt werden, wie sie durch das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzielt werden.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Nachstehend ist ein Kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Vergleich mit dem Aufbau des Kühlgeräts für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Tabellen, die für die Berechnung der Kühlluftströmungsrate VA und der Kühlleistung WC verwendet werden, und in dem Aufbau bzw. der Struktur der Strömungsratenberechnungseinheit 342. Mit Ausnahme von diesen Punkten weist es dieselbe Struktur wie das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Daher wird eine ausführliche Beschreibung davon an dieser Stelle nicht wiederholt.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die HV_ECU 300 den Zustand der Luftzufuhr durch das hintere Klimaanlagengebläse 600 und den Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 als Weginformationen aus der Klimaanlagen-ECU 200 empfängt, und auf der Grundlage der empfangenen Weginformationen den Kühlgrad der Hochspannungsbatterie 500 durch die von dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführten Luft schätzt.
  • Das Funktionsblockschaltbild der in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthaltenen HV_ECU 300 unterscheidet sich von dem Funktionsblockschaltbild der in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel enthaltenen HV_ECU 300, wie es unter Bezugnahme auf 6 beschrieben worden ist, in der Struktur der Strömungsratenberechnungseinheit 342. Mit Ausnahme von diesem Punkt ist es dieselbe Struktur wie die der HV_ECU 300, die in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel enthalten ist. Daher wird eine ausführliche Beschreibung davon nicht wiederholt.
  • Die Strömungsratenberechnungseinheit 342 berechnet die aus dem Batteriekühlgebläse 400 zugeführte Kühlluftströmungsrate VA auf der Grundlage des Zustands der Luftzufuhr aus dem hinteren Klimaanlagengebläse 600 und des Schaltzustands der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112.
  • Insbesondere spezifiziert die Strömungsratenberechnungseinheit 342 auf der Grundlage des Schaltzustands der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110, 112, welcher der Wege A bis D als gegenwärtiger Luftverteilungsweg ausgewählt ist. Weiterhin speichert die Speichereinheit 320 Tabellen, die die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem Tastverhältniswert des Batteriekühlgebläses 400 und dem Tastverhältniswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 in den jeweiligen Wegen A bis D wiedergeben, wie es in 11 bis 14 gezeigt ist.
  • Anstelle des Tastverhältnisbefehlswerts des Batteriekühlgebläses 400 und des Tastverhältnisbefehlswerts des hinteren Klimaanlagengebläses 600 können die Drehzahl des Batteriekühlgebläses 400 und die Drehzahl des hinteren Klimaanlagengebläses 600 verwendet werden. Insbesondere kann die Speichereinheit 320 Tabellen speichern, die die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend der Drehzahl des Batteriekühlgebläses 400 und der Drehzahl des hinteren Klimaanlagengebläses 600 in den jeweiligen Wegen A bis D wiedergibt.
  • Die Tabelle gemäß 11 zeigt die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für den Weg A.
  • Die Tabelle gemäß 12 zeigt die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für den Weg B.
  • Die Tabelle gemäß 13 zeigt die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für den Weg C.
  • Die Tabelle gemäß 14 zeigt die Kühlluftströmungsrate VA entsprechend dem Tastverhältnisbefehlswert des Batteriekühlgebläses 400 und dem Tastverhältnisbefehlswert des hinteren Klimaanlagengebläses 600 für den Weg D.
  • Die Strömungsratenberechnungseinheit 342 berechnet die Kühlluftströmungsrate VA auf der Grundlage der Tabelle entsprechend dem spezifizierten Weg, dem Tastverhältnisbefehlswert für das Batteriekühlgebläse 400 und dem Tastverhältnisbefehlswert für das hintere Klimaanlagengebläse 600.
  • Es sei beispielsweise angenommen, dass der Tastverhältnisbefehlswert für das Batteriekühlgebläse 400 40% beträgt. Weiterhin berechnet bei Empfang der Weginformation, dass der Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 dem Weg A entspricht, und dass der Tastverhältnisbefehlswert für das hintere Klimaanlagengebläse 600 aus der Klimaanlagen-ECU 200 40% beträgt, die Strömungsratenberechnungseinheit 342 die Kühlluftströmungsrate VA als 50 m3/h anhand der Tabelle entsprechend dem Weg A gemäß 11.
  • Der Betrieb der Strömungsratenberechnungseinheit 342 ist nicht auf die Berechnung der Kühlluftströmungsrate VA unter Verwendung der in 11 bis 14 entsprechend den Wegen A bis D begrenzt. Insbesondere kann die Speichereinheit 320 Tabellen zur Berechnung der Kühlluftströmungsrate entsprechend einer Vielzahl von unterschiedlichen Wegen speichern, die nicht auf 4 begrenzt sind. Die Strömungsratenberechnungseinheit 342 kann die Tabelle entsprechend dem Weg in Übereinstimmung mit dem Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 spezifizieren, und kann auf der Grundlage der spezifizierten Tabelle und der Tastverhältnisbefehlswerte für das Batteriekühlgebläse 400 und das hintere Klimaanlagengebläse 600 die Kühlluftströmungsrate VA berechnen.
  • Das Flussdiagramm, das die Steuerungsstruktur des Programms, das durch die in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthaltenen HV_ECU 300 ausgeführt wird, weist dieselbe Struktur wie das Flussdiagramm auf, das die Steuerungsstruktur des Programms wiedergibt, das durch die in dem Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel enthaltene HV_ECU 300 ausgeführt wird und unter Bezugnahme auf 10 beschrieben ist. Daher wird dessen ausführliche Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt.
  • Der Betrieb des Kühlgeräts für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Grundlage der Struktur und des Flussdiagramms wie vorstehend beschrieben ist nachstehend beschrieben.
  • Gemäß dem Betriebszustand der hinteren Klimaanlageneinheit 100 wird bzw. werden irgendeine der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 geschaltet. Dabei empfängt die HV_ECU 300 eine Weginformation, die den Tastverhältnisbefehl des hinteren Klimaanlagengebläses 600 und den Schaltzustand der Schaltdämpfer 102, 104, 106, 108, 110 und 112 wiedergibt (S100). Die HV_ECU 300 erhält bzw. beschafft den Tastverhältnisbefehlswert für das Batteriekühlgebläse 400 (S102).
  • Anhand der empfangenen Weginformationen und des beschafften Tastverhältnisbefehlswerts berechnet die HV_ECU 300 die Kühlluftströmungsrate VA unter Verwendung der in 11 bis 14 gezeigten Tabellen (S104). Die HV_ECU 300 beschafft die Batterietemperatur TB aus dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 (S106) und beschafft die Einlasslufttemperatur TC aus der Einlasslufttemperaturerfassungseinheit 302 (S108).
  • Die HV_ECU 300 berechnet Batterietemperatur TB - Einlasslufttemperatur TC (S110) und berechnet die Kühlleistung WC anhand der berechneten Batterietemperatur TB - Einlasslufttemperatur TC sowie der Kühlluftströmungsrate VA (S112).
  • Auf der Grundlage der berechneten Kühlleistung WC schätzt die HV_ECU 300 die Batterietemperatur TBS (S114), und falls der absolute Wert der Abweichung zwischen der geschätzten Batterietemperatur TBS und der von dem Batterietemperaturerfassungssensor 304 beschafften Batterietemperatur TB gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist (Ja in S116), führt diese den Ausfallsicherungsprozess durch (S118).
  • Wenn der Ausfallsicherungsprozess durchgeführt wird, wird eine Erhöhung der Batterietemperatur der Hochspannungsbatterie 500 verhindert, wenn die Menge bzw. das Ausmaß der Luftzufuhr durch das Batteriekühlgebläse 400 oder das hintere Klimaanlagengebläse 600 erhöht wird oder die Energieversorgung durch die Hochspannungsbatterie 500 ausgesetzt wird.
  • Falls der absolute Wert der Abweichung kleiner als der vorbestimmte Wert ist (Nein in S116), wird die Bedingung als Normal bestimmt, weshalb der Ausfallsicherungsprozess nicht ausgeführt wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, erzielt das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ähnliche Wirkungen wie diejenigen, die durch das Kühlgerät für die elektrische Ausrüstung gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend ausführlich beschrieben und veranschaulicht worden ist, sei bemerkt, dass dies lediglich zur Veranschaulichung und als Beispiel dient, und nicht als einschränkend verstanden werden sollte, der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die beigefügten Patentansprüche zu interpretieren.

Claims (8)

  1. Kühlgerät zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung (500) mit einem Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164), bei dem ein Ende mit einem Einlass (150, 152) verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen Ausrüstung (500) verbunden ist, und der eine Vielzahl von Kühlmediumverteilungswegen zwischen dem Einlass (150, 152) und der elektrischen Ausrüstung (500) aufweist, einer Zufuhreinheit (400) zur Zufuhr des Kühlmediums durch den Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164) zu der elektrischen Ausrüstung (500), einer Auswahleinheit (200) zur Auswahl irgendeines aus der Vielzahl der Wege, einer Schätzeinheit (300) zum Schätzen des Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung (500) durch das von der Zufuhreinheit (400) zugeführte Kühlmedium auf der Grundlage von Informationen, die sich auf einen Druckverlustgrad entsprechend dem durch die Auswahleinheit (200) ausgewählten Weg beziehen, und einer Steuerungseinheit (300) zum Steuern der Zufuhreinheit (400) und/oder der elektrischen Ausrüstung (500) entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.
  2. Kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung nach Anspruch 1 weiterhin mit einer ersten Temperaturerfassungseinheit (304) zur Erfassung einer ersten Temperatur der elektrischen Ausrüstung (500), und einer zweiten Temperaturerfassungseinheit (302) zur Erfassung einer zweiten Temperatur des der elektrischen Ausrüstung zugeführten Kühlmediums, wobei die Schätzeinheit (300) eingerichtet ist, die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung (500) durch die Zufuhreinheit (400) zugeführten Kühlmediums zu schätzen, und den Kühlgrad auf der Grundlage der geschätzten Strömungsrate und einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der erfassten zweiten Temperatur zu schätzen.
  3. Kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung nach Anspruch 2, weiterhin mit einer Temperaturschätzeinheit (300) zum Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung (500) auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads, und einer Bestimmungseinheit (300) zur Bestimmung, ob die elektrische Ausrüstung (500) und/oder die Zufuhreinheit (400) sich in einer anormalen Bedingung befindet, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der geschätzten Temperatur, wobei die Steuerungseinheit (300) eingerichtet ist, die Zufuhreinheit (400) und/oder die elektrische Ausrüstung (500) derart zu steuern, dass die Temperatur der elektrischen Ausrüstung (500) zumindest nicht erhöht wird, wenn eine Bestimmung der anormalen Bedingung gemacht wird.
  4. Kühlgerät für eine elektrische Ausrüstung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164) an einer Verzweigungsposition der Verteilungswege mit einem Schaltmechanismus (102, 104, 106, 108, 110, 112) zum Schalten der Verteilungswege versehen ist, die Auswahleinheit (200) eingerichtet ist, den Verteilungsweg durch Schalten des Verteilungswegs unter Verwendung des Schaltmechanismus (102, 104, 106, 108, 110, 112) auszuwählen, und die Informationen eine Entsprechung zwischen dem Schaltzustand des Schaltmechanismus (102, 104, 106, 108, 110, 112) und der Strömungsrate aufweisen.
  5. Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung (500) mit einem Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164), bei dem ein Ende mit einem Einlass (150, 152) verbunden ist und das andere Ende mit der elektrischen Ausrüstung (500) verbunden ist, und der eine Vielzahl von Kühlmediumverteilungswegen zwischen dem Einlass (150, 152) und der elektrischen Ausrüstung (500) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Zuführen eines Kühlmediums aus einer Zufuhrquelle (400) durch den Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164) zu der elektrischen Ausrüstung (500), Auswählen irgendeines aus der Vielzahl der Wege, Schätzen eines Kühlgrads der elektrischen Ausrüstung (500) durch das von der Zufuhrquelle (400) zugeführte Kühlmedium auf der Grundlage von Informationen, die sich auf einen Druckverlustgrad entsprechend dem ausgewählten Weg beziehen, und Steuern der Zufuhrquelle (400) und/oder der elektrischen Ausrüstung (500) entsprechend dem geschätzten Kühlgrad.
  6. Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung nach Anspruch 5, weiterhin mit den Schritten Erfassen einer ersten Temperatur der elektrischen Ausrüstung (500), und Erfassen einer zweiten Temperatur des der elektrischen Ausrüstung (500) zugeführten Kühlmediums, wobei der Schritt zum Schätzen des Kühlgrads die Strömungsrate des der elektrischen Ausrüstung (500) durch die Zufuhrquelle (400) zugeführten Kühlmediums schätzt, und den Kühlgrad auf der Grundlage der geschätzten Strömungsrate und einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der erfassten zweiten Temperatur schätzt.
  7. Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung nach Anspruch 6, weiterhin mit den Schritten Schätzen der Temperatur der elektrischen Ausrüstung (500) auf der Grundlage des geschätzten Kühlgrads, und Bestimmen, ob die elektrische Ausrüstung (500) und/oder die Zufuhrquelle (400) sich in einer anormalen Bedingung befindet, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erfassten ersten Temperatur und der geschätzten Temperatur, wobei der Steuerungsschritt die Zufuhrquelle (400) und/oder die elektrische Ausrüstung (500) derart steuert, dass die Temperatur der elektrischen Ausrüstung (500) zumindest nicht erhöht wird, wenn eine Bestimmung der anormalen Bedingung gemacht wird.
  8. Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Ausrüstung nach Anspruch 7, wobei der Mediumdurchlass (154, 156, 158, 160, 162, 164) an einer Verzweigungsposition der Verteilungswege mit einem Schaltmechanismus (102, 104, 106, 108, 110, 112) zum Schalten der Verteilungswege versehen ist, der Auswahlschritt den Verteilungsweg durch Schalten des Verteilungswegs unter Verwendung des Schaltmechanismus (102, 104, 106, 108, 110, 112) auswählt, und die Informationen eine Entsprechung zwischen dem Schaltzustand des Schaltmechanismus (102, 104, 106, 108, 110, 112) und der Strömungsrate aufweisen.
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