DE112017004529T5

DE112017004529T5 - Vorrichtungstemperaturregulator

Info

Publication number: DE112017004529T5
Application number: DE112017004529.0T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Takeuchi; Yasumitsu Omi; Takashi Yamanaka; Yoshiki Kato; Takeshi Yoshinori; Koji Miura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-05-29
Also published as: WO2018047529A1; JP6579275B2; US11029098B2; JPWO2018047529A1; US20190186843A1; CN109690221B; CN109690221A

Abstract

Ein Gerätetemperaturregler, in dem eine Arbeitsfluid zirkuliert, weist einen Wärmeabsorber (14), der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme von einer Zielvorrichtung (12) zu absorbieren, um dadurch das Arbeitsfluid zu verdampfen, und einen Wärmestrahler (16) auf, der über dem Wärmeabsorber angeordnet ist und der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme abzustrahlen, um dadurch das Arbeitsfluid zu kondensieren. Ferner weist der Gerätetemperaturregler einen Vorwärtsdurchgangsteil (18), in dem ein Vorwärtsströmungsdurchgang (18a) ausgebildet ist, um das Arbeitsfluid zu veranlassen, zu dem Wärmeabsorber von dem Wärmestrahler aus zu strömen, und einen Rückwärtsdurchgangsteil (20) auf, in dem ein Rückwärtsströmungsdurchgang (20a) ausgebildet ist, um das Arbeitsfluid zu veranlassen, von dem Wärmeabsorber zu dem Wärmestrahler hin zu strömen. Außerdem weist der Gerätetemperaturregler einen Blasengenerator (22) auf, der eine Blase (14e) in dem Arbeitsfluid erzeugt, das sich in dem Wärmeabsorber sammelt und einen flüssige Phase hat, und weist ein Steuergerät (24) auf. In einem Fall, in dem eine Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids, in einem Fluidzirkulationskreislauf (26) zirkuliert, der aus dem Wärmestrahler, dem Vorwärtsdurchgangsteil, dem Wärmeabsorber und dem Rückwärtsströmungsdurchgang gestaltet ist, eine spezifizierte Strömungsrate (Q1) oder weniger ist, das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, die Blase zu erzeugen.

Description

QUERVERWEIS AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2016 - 176784 , die am 9. September 2016 eingereicht wurde, deren Inhalte hierin durch Bezugnahme in deren Gänze einbezogen werden.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Vorrichtungstemperaturregulator, der eine Temperatur einer Zielvorrichtung reguliert.
STAND DER TECHNIK
Als diese Art von Vorrichtungstemperaturregulator war zum Beispiel ein Batterietemperaturregulator bekannt, der in Patentdokument 1 beschrieben ist. Der Batterietemperaturregulator, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, ist eine Kühlvorrichtung eines Thermosiphonsystems. Dieser Batterietemperaturregulator bzw. -regler ist mit einem Heizmediumkühlteil als einen Thermosiphonkondenser und einem Temperaturregulierteil als einen Batteriekühler versehen. Dann werden der Heizmediumkühlteil und der Temperaturregulierteil ringförmig miteinander durch eine Leitung verbunden, sodass der Batterietemperaturregler in solch einer Weise gestaltet ist, dass ein Heizmedium (das heißt ein Arbeitsfluid) zwischen dem Heizmediumkühlteil und dem Temperaturregulierteil zirkuliert.
Ferner ist der Temperaturregulierteil angeordnet, um in Kontakt mit Seitenflächen einer Vielzahl von Batteriezellen zu sein, um eine Batterie zu gestalten, und reguliert eine Temperatur der Batterie durch eine Phasenänderung zwischen einer Flüssigphase und einer Gasphase des Heizmediums.
DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
Patentdokument
Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2015-041418
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Batterietemperaturregler von Patentdokument 1 setzt das Thermosiphonsystem derart ein, dass dann, wenn eine Temperaturdifferenz zwischen einer Batterietemperatur und einer Temperatur des Heizmediumkühlteils groß wird, ein Thermosiphon zum Zirkulieren des Heizmediums aktiviert wird, und dadurch wird das Kühlen der Batterie gestartet.
Jedoch gibt es einen Fall, in dem der Thermosiphon mit Sicherheit aktiviert werden muss ohne ein Warten darauf, dass die Temperaturdifferenz ausgedehnt wird. Zum Beispiel in einem Fall, in dem eine Flüssigkeitsoberfläche in dem Temperaturregulierteil durch eine Neigung eines Fahrzeugs, das mit dem Batterietemperaturregler versehen ist, zur Seite geneigt wird, ist es wünschenswert, dass der Thermosiphon mit Bestimmtheit aktiviert wird. Dem ist so, da ein Abschnitt, der in einer Flüssigkeitsphase des Heißmediums von einer Gas-Flüssigkeitsphase in dem Temperaturregulierteil reicher ist, leichter Temperatur abgibt und aufnimmt, weshalb dann, wenn die Flüssigkeitsoberfläche kontinuierlich bzw. stetig geneigt ist, die entsprechenden Bateriezellen Änderungen in der Temperatur verursachen.
Als ein anders Beispiel ist es erdacht, dass der Thermosiphon in einem Zustand nicht aktiviert wird, in dem ein Anstieg in der Batterietemperatur moderat ist. Selbst in diesem Fall ist es gewünscht, dass der Thermosiphon mit Sicherheit aktiviert wird. Als das Ergebnis einer detaillierten Studie, die von den Erfindern ausgeführt wurde, wurde die vorangehend genannte Tatsache gefunden.
In Anbetracht der vorangehend genannten Sachverhalte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Gerätetemperaturregler bzw. einen Vorrichtungstemperaturregulator zu bieten, der in der Lage ist, eine Kühlung einer Zielvorrichtung durch ein Thermosiphonsystem angemessen zu aktivieren.
Um die vorangehende Aufgabe zu erreichen ist ein Gerätetemperaturregler, in dem ein Arbeitsfluid zirkuliert, zum Regulieren einer Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer Flüssigkeitsphase und einer Gasphase des Arbeitsfluids vorgesehen. Der Gerätetemperaturregler weist folgendes auf:

einen Wärmeabsorber der bewirkt, dass das Arbeitsfluid Wärme von der Zielvorrichtung aufnimmt, um das Arbeitsfluid zu verdampfen;
einen Wärmestrahler, der über dem Wärmeabsorber angeordnet ist und der bewirkt, dass das Arbeitsfluid Wärme abgibt, um das Arbeitsfluid zu kondensieren;
einen Vorwärtsströmungsdurchgang ausgebildet ist, wobei der Vorwärtsströmungsdurchgang bewirkt, dass das Arbeitsfluid vom Wärmestrahler zu dem Wärmeabsorber strömt;
einen Rückwärtsdurchgangsteil, in dem ein Rückwärtsströmungsdurchgang ausgebildet ist, wobei der Rückwärtsströmungsgang bewirkt, dass das Arbeitsfluid von dem Wärmeabsorber zu dem Wärmestrahler strömt;
einen Blasengenerator, der eine Blase in dem Arbeitsfluid erzeugt, die sich in dem Wärmeabsorber sammelt und die flüssige Phase bzw. Flüssigkeitsphase hat;
ein Steuergerät, das gestaltet ist, um den Blasengenerator zu veranlassen, die Blase zu erzeugen, wenn eine Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids, das in einem Fluidzirkulationskreislauf zirkuliert, der aus dem Wärmestrahler, dem Vorwärtsdurchgangsteil, dem Wärmeabsorber und dem Rückwärtsdurchgangsteil gestaltet ist, eine spezifizierte Strömungsrate oder weniger ist.

Wie vorangehend beschrieben ist, ist der Gerätetemperaturregler mit dem Blasengenerator versehen, um die Blase in dem Arbeitsfluid zu erzeugen, das in dem Wärmeabsorber gesammelt wird und in der flüssigen Phase ist. Dann, in einem Fall, in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids, das in dem Fluidzirkulationskreislauf zirkuliert, die spezifizierte Strömungsrate oder weniger ist, bewirkt das Steuergerät des Gerätetemperaturreglers, dass der Blasengenerator die Blasen erzeugt. Dementsprechend ist es möglich, ein Kühlen der Zielvorrichtung durch den Fluidzirkulationskreislauf, der als der Thermosiphon gestaltet ist, geeignet zu aktivieren.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Gerätetemperaturregler, in dem ein Arbeitsfluid zirkuliert, zum Regulieren einer Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer gasförmigen Phase des Arbeitsfluids. Der Gerätetemperaturregler weist folgendes auf:

einen Wärmeabsorber, der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme von der Zielvorrichtung zu absorbieren, um das Arbeitsfluid zu verdampfen;
einen Wärmestrahler, der über dem Wärmeabsorber angeordnet ist und der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme abzustrahlen, um so das Arbeitsfluid zu kondensieren;
einen Vorwärtsdurchgangsteil, in dem ein Vorwärtsströmungsdurchgang ausgebildet ist, wobei der Vorwärtsströmungsdurchgang bewirkt, dass das Arbeitsfluid von dem Wärmestrahler zu dem Wärmeabsorber strömt;
einen Rückwärtsdurchgangsteil, in dem ein Rückwärtsströmungsdurchgang ausgebildet ist, wobei der Rückwärtsströmungsdurchgang das Arbeitsfluid veranlasst, von dem Wärmeabsorber zu dem Wärmestrahler zu strömen;
einen Blasengenerator, der eine Blase in dem Arbeitsfluid erzeugt, das in dem Wärmeabsorber gesammelt ist und die flüssige Phase hat; und
ein Steuergerät, das gestaltet ist, um den Blasengenerator zu veranlassen, die Blase zu erzeugen, wenn ein Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite des Arbeitsfluids des Wärmeabsorbers die flüssige Phase ist und ein Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Arbeitsfluids des Wärmeabsorbers die gasförmige Phase ist.

Selbst auf diese Weise ist es möglich, ein Kühlen der Zielvorrichtung durch den Fluidzirkulationskreislauf, der als der Thermosiphon gestaltet ist, geeignet zu aktivieren.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, um eine allgemeine Konfiguration eines Gerätetemperaturreglers in einer ersten Ausführungsform zu zeigen, und ist ein Diagramm, um einen Fall zu zeigen, in dem ein Fahrzeug in einem horizontalen Fahrzeugzustand ist und in dem ein Kühlmittel bzw. Kältemittel nicht zirkuliert.
2 ist ein Blockdiagramm, um eine elektrische Verbindung eines Steuergerätes zu zeigen, das in dem Gerätetemperaturregler in der ersten Ausführungsform enthalten ist.
3 ist ein schematisches Diagramm, um die allgemeine Konfiguration des Gerätetemperaturreglers in 1 zu zeigen, und ist ein Diagramm, um einen Fall zu zeigen, in dem das Fahrzeug hinsichtlich dem horizontalen Fahrzeugzustand geneigt ist und in dem das Kühlmittel bzw. Kältemittel nicht zirkuliert.
4 ist ein Flussdiagramm, um einen Steuerungsablauf beziehungswiese eine Steuerungsverarbeitung des Steuergeräts zu zeigen, das in dem Gerätetemperaturregler der ersten Ausführungsform enthalten ist.
5 ist ein schematisches Diagramm, um einen Zustand zu zeigen, in dem ein Bläschengenerator, der in dem Gerätetemperaturregler der ersten Ausführungsform enthalten ist, Bläschen in einem Zustand erzeugt, in dem das Fahrzeug hinsichtlich dem horizontalen Fahrzeugzustand geneigt ist.
6 ist ein Flussdiagramm, um eine Steuerungsverarbeitung eines Steuergerätes zu zeigen, das in einem Gerätetemperaturregler einer zweiten Ausführungsform enthalten ist, und ist ein Diagramm, das 4 der ersten Ausführungsform entspricht.
7 ist ein schematisches Diagramm, um einen Zustand zu zeigen, in dem ein Bläschengenerator, der in dem Gerätetemperaturregler der zweiten Ausführungsform enthalten ist, Bläschen erzeugt, und ist ein Diagramm, das 5 der ersten Ausführungsform entspricht.
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine allgemeine Konfiguration eines Gerätetemperaturreglers einer dritten Ausführungsform zeigt und eine Situation zeigt, in der der Bläschengenerator Bläschen in einem Zustand erzeugt, in dem das Fahrzeug hinsichtlich dem horizontalen Fahrzeugzustand geneigt ist, und ist ein Diagramm, das 5 der ersten Ausführungsform entspricht.
9 ist ein schematisches Diagramm das eine allgemeine Konfiguration eines Gerätetemperaturreglers einer vierten Ausführungsform zeigt und eine Situation zeigt, in der der Bläschengenerator Bläschen in einem Zustand erzeugt, in dem das Fahrzeug hinsichtlich dem horizontalen Fahrzeugzustand geneigt ist, und ist ein Diagramm, das 5 der ersten Ausführungsform entspricht.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine allgemeine Konfiguration eines Gerätetemperaturreglers in einer Modifikation der ersten Ausführungsform zeigt und eine Anordnung eines einseitigen Temperatursensors und eines andersseitigen Temperatursensors zeigt, die in dem Batteriekühler vorgesehen sind, und ist ein Diagramm, das 1 der ersten Ausführungsform entspricht.
11 ist ein schematisches Diagramm, um eine allgemeine Konfiguration einer Modifikation zu zeigen, in der eine Anordnung des Blasengenerators innerhalb des Batteriekühlers in der ersten Ausführungsform geändert ist, und ist ein Diagramm, das 1 der ersten Ausführungsform entspricht.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hiernach werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den entsprechenden Ausführungsformen werden nachfolgend die gleichen oder äquivalenten Teile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Ein Gerätetemperaturregler 10 der vorliegenden Ausführungsform, der in 1 gezeigt ist, ist an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, montiert. Dann funktioniert in der vorliegenden Ausführungsform der Gerätetemperaturregler 10 als eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Sekundärbatterie bzw. eines Akkumulators 12 (hiernach lediglich als „eine Batterie 12“ bezeichnet), die an dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug montiert ist. Mit anderen Worten ist eine Zielvorrichtung, die der Gerätetemperaturregler 10 kühlt, die Batterie 12.
In dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (hiernach lediglich als „ein Fahrzeug“ bezeichnet), das mit dem Gerätetemperaturregler 10 versehen ist, wird eine elektrische Energie, die in einer elektrischen Speichervorrichtung (mit anderen Worten einem Batteriepack) gespeichert ist, die die Sekundärbatterie 12 als einen Hauptbestandteil aufweist, zu einem Motor über einen Inverter oder dergleichen zugeführt und dadurch fährt das Fahrzeug. Die Batterie 12 ist selbst beheizt, während das Fahrzeug fährt, das heißt während das Fahrzeug verwendet wird. Wenn die Batterie 12 eine übermäßig hohe Temperatur erlangt, wird die Verschlechterung einer Batteriezelle 121, die die Batterie 12 bildet, beschleunigt, weshalb eine Ausgabe und eine Eingabe der Batteriezelle 121 begrenzt werden muss, um eine Selbsterwärmung zu reduzieren. Aus diesem Grund ist eine Kühlvorrichtung zum Halten der Batterie 12 auf einer spezifizierten Temperatur oder weniger erforderlich, um die Ausgabe und die Eingabe der Batteriezelle 121 zu gewährleisten.
Darüber hinaus, wird eine Batterietemperatur nicht nur während der Fahrt erhöht, sondern auch während des Parkens des Fahrzeugs, das im Sommer unbeaufsichtigt bleibt. Darüber hinaus ist die elektrische Speichervorrichtung in vielen Fällen unter einem Boden oder einem Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet. Obwohl die Wärmemenge pro Zeiteinheit, die der Batterie 12 zugeführt wird, klein ist, wird die Batterie 12, wenn sie lange Zeit vernachlässigt wird, allmählich erhöht. Wenn die Batterie 12 in einem Hochtemperatur Zustand vernachlässigt wird, wird die Lebensdauer der Batterie 12 stark verkürzt, sodass es wünschenswert ist, dass auch ohne Aufsicht des Fahrzeugs die Batterietemperatur durch Kühlung der Batterie 12 oder dergleichen auf niedrigen Temperaturen gehalten wird.
Darüber hinaus ist die Batterie 12 als Batteriepack mit der Vielzahl von Batteriezellen 121 konfiguriert, aber in einem Fall, in dem die jeweiligen Batteriezellen 121 in der Temperatur variieren, werden die Batteriezellen 121 ungleichmäßig beeinträchtigt, was die Leistung der elektrischen Speichervorrichtung beeinträchtigt. Denn die Ein- und Ausgangseigenschaften der elektrischen Speichervorrichtung werden gemäß den Eigenschaften der am stärksten beeinträchtigten Batteriezelle 121 bestimmt. Aus diesem Grund ist es wichtig, Temperaturschwankungen zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 121 zu reduzieren, das heißt, die Temperaturen der Vielzahl von Batteriezellen 121 auszugleichen, um zu bewirken, dass die elektrische Speichervorrichtung über einen langen Zeitraum eine gewünschte Leistung aufweist.
Weiterhin wurden Luft, die von einem Gebläse geblasen wird, und Luftkühlung, Wasserkühlung oder Kältemittel-Direktkühlsystem mit einem Kältekreislauf im Allgemeinen als andere Kühlvorrichtung zum Kühlen der Batterie 12 verwendet. Die vom Gebläse geblasene Luft schickt jedoch nur Luft in einen Fahrzeuginnenraum und somit ist die Kühlleistung des Gebläses gering. Darüber hinaus wird die Batterie 12 in der vom Gebläse geblasenen Luft durch eine sensible Luftwärme gekühlt, sodass eine Temperaturdifferenz zwischen einer stromaufwärts gelegenen Seite und einer stromabwärts gelegenen Seite eines Luftstroms groß wird und somit Temperaturschwankungen zwischen dem Batteriezellen 121 nicht ausreichend unterdrückt werden können. Darüber hinaus ist im System mit dem Kältekreislauf eine hohe Kühlleistung vorhanden, aber ein Wärmetauscherteil der Batteriezelle 121 wird durch eine sensible Wärme im Luftkühlsystem oder Wasserkühlsystem gekühlt, sodass Temperaturschwankungen zwischen den Batteriezellen 12 nicht ausreichend verhindert werden können. Darüber hinaus erhöht ein Betrieb zum Antreiben eines Kompressors oder eines Kühlgebläses des Kältekreislaufs, während das Fahrzeug parkt und unbeaufsichtigt bleibt, den Stromverbrauch oder verursacht Geräusche, was daher nicht wünschenswert ist.
Aus diesen Umständen heraus verwendet der Gerätetemperaturregler 10 der vorliegenden Ausführungsform ein Thermosiphonsystem, das die Batterie 12 durch natürlichen Umlauf des Kältemittels ohne Verwendung eines Kompressors kühlt.
Insbesondere ist der Gerätetemperaturregler 10, wie in 1 dargestellt ist, mit einem Batteriekühler 12, einem Kondensator 16, einem Vorwärtsrohr 18 als Vorwärtsdurchgangsteil, einem Rückwärtsrohr 20 als Rückwärtsdurchgangsteil, einem Blasengenerator 12 als Blasengenerator und einer Steuerung 24 versehen (siehe 2). Anschließend werden der Kondensator 16, das Vorwärtsrohr 18, der Batteriekühler 14 und das Rückwärtsrohr 20 ringförmig miteinander gekoppelt, um einen Fluidkreislauf 26 zu gestalten, in dem das Kältemittel als Arbeitsmedium des Gerätetemperaturreglers 10 zirkuliert.
Mit anderen Worten, der Flüssigkeitskreislauf 26 ist eine Wärmerohrleitung bzw. ein Wärmerohr, das durch die Verdampfung und Kondensation des Kältemittels Wärme überträgt. Der Fluidkreislauf 26 ist derart gestaltet, dass er ein Thermosiphon (das heißt einen Thermosiphonkreislauf) bildet, bei dem ein Strömungsdurchgang, in dem ein gasförmiges Kältemittel strömt, von einem Strömungsdurchgang, in dem ein flüssiges Kältemittel strömt, getrennt ist. In 1 sind der Batteriekühler 14 und Abschnitte, in denen die jeweiligen Rohre 18, 20 mit dem Batteriekühler 14 verbunden sind, in einer Schnittansicht dargestellt. Dies gilt auch für die 3, 5, 7 bis 10. Weiterhin zeigt ein in 1 dargestellter Pfeil DR1 eine Richtung des Fahrzeugs an, das mit dem Gerätetemperaturregler 10 ausgestattet ist. Mit anderen Worten, der Pfeil DR1 zeigt eine Oben- und Unten-Richtung des Fahrzeugs an.
Der Flüssigkeitskreislauf bzw. Fluidzirkulationskreislauf 26 ist mit dem Kältemittel gefüllt und darin eingeschlossen. Das Innere des Fluidzirkulationskreislaufs 26 ist mit dem Kältemittel gefüllt. Das Kältemittel zirkuliert in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 und der Gerätetemperaturregler 10 regelt die Temperatur der Batterie 10 durch einen Phasenwechsel zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase des Kältemittels. In weiteren Details kühlt der Gerätetemperaturregler 10 die Batterie 12 durch den Phasenwechsel des Kältemittels.
Das Kältemittel, das in den Fluidzirkulationskreislauf 26 gefüllt ist, ist zum Beispiel ein Fluorkohlenstoffkältemittel, wie zum Beispiel HFO-1234yf oder HFC-134a.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Batteriekühler 12 des Gerätetemperaturreglers 10 ein Wärmeabsorber, der das Kältemittel veranlasst, Wärme von der Batterie 12 zu absorbieren. Mit anderen Worten überträgt der Batteriekühler 14 Wärme an das Kältemittel von der Batterie 12 aus, wodurch die Batterie 12 gekühlt wird. Die Batterie 14 ist aus zum Beispiel einem Metall mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt.
In weiteren Details hat der Batteriekühler 14 eine Kühlkammer 14a, die darin ausgebildet ist, wobei die Kühlkammer 14a ein Flüssigphasen Kältemittel hat, das darin gesammelt ist. Dann veranlasst der Batteriekühler 14 das Kältemittel in der Kühlkammer 14a dazu, Wärme von der Batterie 12 zu absorbieren, wodurch das Kältemittel verdampft wird.
Ferner beinhaltet die durch den Batteriekühler 12 gekühlte Batterie 12 eine Vielzahl von Batteriezellen 121, die elektrisch in Reihe miteinander verbunden sind. Die Vielzahl von Batteriezellen 121 sind in einer Batteriestapelrichtung DRb gestapelt und die Batteriestapelrichtung DRb wird zu einer Richtung entlang einer horizontalen Ebene Fh in einem horizontalen Fahrzeugzustand, in dem das Fahrzeug horizontal angeordnet ist. Die horizontale Ebene Fh ist eine imaginäre Ebene, die sich in horizontaler Richtung ausdehnt.
Der Batteriekühler 14 bildet beispielsweise eine Kastenform eines rechteckigen Quaders und ist so geformt, dass er sich in Richtung DRb erstreckt. Weiterhin weist der Batteriekühler 14 einen oberen Flächenteil 141 auf, in dem eine obere Fläche 141a des Batteriekühlers 14 ausgebildet ist. Mit anderen Worten, der obere Flächenteil 141 weist eine obere Innenwandfläche 141b auf, die auf einer Seite gegenüber der Seite der oberen Fläche 141a davon ausgebildet ist, wobei die obere Innenwandfläche 141b eine Oberseite der Kühlkammer 14a bildet.
Die Menge des im Fluidzirkulationskreislaufs 26 eingefüllten Kältemittels ist die Menge des Flüssigphasenkältemittels, das die Kühlkammer 14a füllt, wenn das in der Kühlkammer 14a gesammelte Flüssigphasenkältemittel keine Blasen 14e enthält (siehe 5). Aus diesem Grund bildet sich im Vorwärtsrohr 18 von dem Rückwärtsrohr 20 eine Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigphasenkältemittels, die sich über der oberen Innenwandfläche 141b des Batteriekühlers 14 befindet. In 1 wird eine Flüssigkeitsoberflächenposition SF1 des Flüssigphasenkältemittels im Vorwärtsrohr 18 durch eine gestrichelte Linie SF1 und eine Flüssigkeitsoberflächenposition SF2 des Flüssigphasenkältemittels im Rückwärtsrohr 20 durch eine gestrichelte Linie SF2 dargestellt.
Die Vielzahl der Batteriezellen 121 sind nebeneinander auf der oberen Fläche 141a des Batteriekühlers 14 angeordnet. Die Vielzahl von Batteriezellen 121 sind mit dem oberen Flächenteil 141 jeweils verbunden, um in der Lage zu sein, Wärme zwischen die Batteriezellen 121 und dem oberen Flächenteil 141 des Batteriekühlers 14 zu übertragen. Auf diese Weise funktioniert die obere Fläche 141a des Batteriekühlers 14 als eine Batteriekühlfläche, um die Batterie 12 zu kühlen, und funktioniert der obere Flächenteil 141 des Batteriekühlers 14 als ein Kühlflächenausbildungsteil, um die Batteriekühlfläche auszubilden.
Der Batteriekühler 14 weist einen Einströmanschluss 14b und einen Ausströmanschluss 14c auf, die darin ausgebildet sind. Der Einströmanschluss 14b veranlasst den Vorwärtsströmungsdurchgang 18a, der in dem Vorwärtsrohr 18 ausgebildet ist, mit einem Inneren des Batteriekühlers 14 in Verbindung zu stehen (das heißt der Kühlkammer 14a). Dementsprechend, wenn das Kältemittel in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert, strömt das Kältemittel in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a in die Kühlkammer 14a durch den Einströmanschluss 14b des Batteriekühlers 14. Der Vorwärtsströmungsdurchgang 18a ist ein Kältemittelströmungsdurchgang, der das Kältemittel veranlasst, zu dem Batteriekühler 14 von dem Kondensator bzw. Kondenser 16 aus zu strömen. Der Einströmanschluss 14b des Batteriekühlers 14 ist zum Beispiel an einem Endabschnitt auf einer Seite des Batteriekühlers 14 in der Batteriestapelrichtung DRb vorgesehen.
Ferner veranlasst der Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14 einen Rückwärtsströmungsdurchgang 20a, der in dem Rückwärtsrohr 20 ausgebildet ist, mit dem Inneren des Batteriekühlers 14 in Verbindung zu stehen. Dementsprechend, wenn das Kältemittel in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert, strömt das Kältemittel in der Kühlkammer 14a aus dem Rückwärtsströmungsdurchgang 20a durch den Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14. Der Rückwärtsströmungsdurchgang 20a ist ein Kältemittelströmungsdurchgang, der das Kältemittel veranlasst, zu dem Kondensator bzw. Kondenser 16 von dem Batteriekühler 14 aus zu strömen. Der Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14 ist zum Beispiel an einem Endabschnitt auf der anderen Seite des Batteriekühlers 14 in der Batteriestapelrichtung DRb vorgesehen. Im vorliegenden Fall hat der Batteriekühler 14 einen Aufbau (in der Fig. nicht gezeigt), um das Gasphasenkältemittel in der Kühlkammer 14a zu veranlassen, lediglich aus dem Ausströmanschluss 14c des Einströmanschlusses 14b und des Ausströmanschlusses 14c auszuströmen.
Der Kondensator 16 des Gerätetemperaturreglers 10 ist ein Wärmeabstrahler bzw. Wärmeabstrahler, der Wärme an ein wärmeaufnehmendes Fluid von dem Kältemittel in dem Kondensator 16 abstrahlt. Genauer gesagt strömt das Gasphasenkältemittel von dem Rückwärtsrohr 20 aus in den Kondensator 16 und der Kondensator 16 veranlasst das Kältemittel, Wärme abzustrahlen, wodurch das Kältemittel kondensiert. Das wärmeaufnehmende Fluid, das veranlasst wird, Wärme mit dem Kältemittel in dem Kondensator 16 auszutauschen, ist zum Beispiel Luft oder Wasser.
Ferner ist der Kondensator 16 über dem Batteriekühler 14 angeordnet. Dann wird das Vorwärtsrohr 16 mit einem unteren Abschnitt des Kondensators 16 verbunden und wird das Rückwärtsrohr 20 mit einem oberen Abschnitt des Kondensators 16 verbunden. Kurz gesagt wird das Vorwärtsrohr 18 mit dem Kondensator 16 an einem Abschnitt verbunden, der weiter unten liegt als das Rückwärtsrohr 20. Aus diesem Grund strömt das Kältemittel, das in dem Kondensator 16 kondensiert ist, das heißt das Flüssigphasenkältemittel in dem Kondensator 16 von einer Innenseite des Kondensators 16 zu dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a durch die Schwerkraft.
Der Blasengenerator 22 erzeugt Blasen 14e (siehe 5) in dem Flüssigphasenkältemittel, das in der Kühlkammer 14a in Übereinstimmung mit einer Steuerung des Steuergeräts 24 gesammelt ist. Die Blasen 14e sind Blasen des Gasphasenkältemittels (mit anderen Worten ein gasförmiges Kältemittel). Insbesondere ist der Blasengenerator 22 eine Heizquelle, um Wärme zu erzeugen, zum Beispiel ein elektrisches Heizgerät, und eine An-/Aus-Betätigung eines Erzeugens von Wärme des Blasengenerators 22 wird durch das Steuergerät 24 an-/ausgeschaltet. Dementsprechend erwärmt und kocht der Blasengenerator 22 das Flüssigphasenkältemittel, um Blasen 14e in dem Flüssigphasenkältemittel dadurch zu erzeugen. Im vorliegenden Fall ist in 1 der Gerätetemperaturregler 10 in einem Zustand gezeigt, in dem die An-/Aus-Betätigung eines Erzeugens von Wärme des Blasengenerators 22 ausgeschaltet ist.
Ferner ist der Blasengenerator 22 auf der Außenseite des Batteriekühlers 14 vorgesehen und mit zum Beispiel einer Wand eines unteren Abschnitts des Batteriekühlers 14 gekoppelt. Der Blasengenerator 22 ist an der Wand des Batteriekühlers 14 fixiert, um in der Lage zu sein, Wärme zu übertragen, und erwärmt das Kältemittel in der Kühlkammer 14a über die Wand. Ferner ist der Blasengenerator 22 an einer Position angeordnet, die näher an dem Einströmanschluss 14b als an dem Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14 ist.
Das Steuergerät 24, das in 2 gezeigt ist, ist ein elektronisches Steuergerät, das gestaltet ist, um einen öffentlichen bekannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen und dessen Peripherieschaltungen gestaltet ist. Das Steuergerät 24 führt verschiedene Arten von Steuerungsverarbeitungen gemäß einem Computerprogramm durch, das vorab in dem ROM oder dergleichen gespeichert ist.
Mit anderen Worten führt das Steuergerät 24 das Computerprogramm aus, das in einem nicht transitiven gegenständlichen Speichermedium, wie zum Beispiel ein ROM, gespeichert ist. Wenn das Computerprogramm ausgeführt wird, wird ein Verfahren gemäß dem Computerprogramm durchgeführt.
Ferner, wie in 2 gezeigt ist, weist das Steuergerät 24 Erfassungssignale auf, die nacheinander von verschiedenen Arten von Sensoren 28a, 28b, 28c eingegeben werden, die in der Sekundärbatterie 12 oder dem Gerätetemperaturregler 10 vorgesehen sind. Zum Beispiel ist der Gerätetemperaturregler 10 mit einem Strömungsratensensor 28a versehen, der in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a oder in dem Rückwärtsströmungsdurchgang 20a angeordnet ist und zum Erfassen einer Strömungsrate des Kältemittels ist. Das Steuergerät 24 hat ein Erfassungssignal, das von dem Strömungsratensensor 28a eingegeben wird, wobei das Erfassungssignal eine Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels anzeigt, das in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert.
Des Weiteren ist jede von der Vielzahl von Batteriezellen 121 mit einem Batteriezellentemperatursensor 28b versehen. Ein Erfassungssignal zum Anzeigen einer Temperaturzelle 121 (das heißt eine Batteriezellentemperatur) wird an das Steuergerät 24 von jedem Batteriezellentemperatursensor 28b eingegeben. Ferner wird ein Erfassungssignal zum Anzeigen eines Neigungswinkels des Fahrzeugs an das Steuergerät 24 von einem Neigungssensor bzw. Inklinationssensor 28c eingegeben, der in dem Fahrzeug enthalten ist.
Des Weiteren gibt das Steuergerät 24 verschiedene Arten von Steuersignalen an entsprechende Steuerinstrumente aus, um dadurch die entsprechenden Steuerinstrumente zu steuern. Zum Beispiel führt das Steuergerät 24 eine Steuerung eines An-/Ausschaltens des Blasengenerators 22 durch, der eines von den Steuerinstrumenten ist.
In dem Gerätetemperaturregler 10, der in der vorangehend genannten Art und Weise gestaltet ist und in 1 gezeigt ist, wenn die Batterie 12 Wärme erzeugt und eine Batterietemperatur steigt, zum Beispiel während das Fahrzeug fährt, wird Wärme an den oberen Flächenteil 141 des Batteriekühlers 14 durch eine untere Fläche der Batteriezelle 121 übertragen und das Flüssigphasenkältemittel in dem Batteriekühler 14 wird durch die Wärme zum Sieden gebracht. Jede Batteriezelle 121 wird durch eine latente Verdampfungswärme gekühlt, die durch das Flüssigphasenkältemittel verursacht wird, das siedet. Das in dem Batteriekühler 14 siedende Kältemittel wird gasförmig und bewegt sich aufwärts. Mit anderen Worten wird das vergaste Kältemittel (das heißt Gasphasenkältemittel) zu dem Kondensator 16 durch den Rückwärtsströmungsdurchgang 20a bewegt. Dann wird das Gasphasenkältemittel, das in den Kondensator 16 einströmt, gekühlt und in dem Kondensator verflüssigt und strömt erneut in den Batteriekühler 14 durch das Vorwärtsrohr 18. In dem Gerätetemperaturregler 10 werden diese Operationen durch die natürliche Zirkulation des Kältemittels durchgeführt, das in den Fluidzirkulationskreislauf 26 gefüllt ist, ohne ein Verwenden einer Antriebsvorrichtung, wie zum Beispiel einem Kompressor.
In einer Situation, in der die Batterie beispielsweise keine Wärme erzeugt, während das Fahrzeug unbeaufsichtigt bleibt, zum Beispiel durch Befüllen des Flüssigphasenkältemittel in den Batteriekühler 14, wie in 1 dargestellt ist, können die Temperaturen der jeweiligen Batteriezellen 121 ausgeglichen werden. Dies wird durch einen Betrieb verursacht, bei dem nur das Flüssigkältemittel in der Nähe der Batteriezellen 121 mit hohen Temperaturen der Batterie 12 verdampft wird. Damit dieser Temperaturausgleich der Batteriezellen 121 automatisch durchgeführt werden kann, muss das Flüssigphasenkältemittel über den gesamten Bereich, in dem alle Batteriezellen 121 des oberen Flächenteils 141 des Batteriekühlers 14 platziert sind, mit der oberen Innenwandfläche 141b in Kontakt sein.
Jedoch ist die Batterie 12 an dem Fahrzeug montiert in einem Fall, in dem das Fahrzeug geneigt ist, zum Beispiel, wenn das Fahrzeug an einem Hang parkt, falls das Kältemittel nicht zirkuliert wird, sondern unbeaufsichtigt bleibt mit dem Kältemittel, das in der Kühlkammer 14a gesammelt ist, wie in 3 gezeigt ist, wobei jedoch die Oberfläche 14d des Kältemittels im Batteriekühlers 14 geneigt ist.
In einem Fall, in dem die Oberfläche 14d des Kältemittels in dem Batteriekühler 14 geneigt ist, wie in 3 gezeigt ist, wird im oberen Flächenteil 141 des Batteriekühlers 14 ein flüssigkeitsfreier Abschnitt verursacht, der nicht mit dem Flüssigphasenkältemittel in Kontakt steht. Dann tauschen die Batteriezellen 121 über den flüssigkeitsfreien Abschnitt nicht leicht Wärme mit dem Kältemittel in der Kühlkammer 14a aus, was wiederum einen Unterschied in der Temperatur der Batteriezelle zwischen den Batteriezellen 121 über dem flüssigkeitsfreien Abschnitt und den Batteriezellen 121 des anderen Abschnitts erhöht. Zu diesem Zeitpunkt, wenn das Kältemittel 14a einmal zu sieden beginnt, wird das Kältemittel im Fluidzirkulationskreislauf 26 umgewälzt und somit können die jeweiligen Batteriezellen 121 ihre Temperaturen ausgleichen und gekühlt werden.
Jedoch, um das Kältemittel in der Kühlkammer 14a auf natürliche Weise zu sieden beginnen zu lassen, muss jede Batteriezellentemperatur um eine bestimmte Temperaturdifferenz hinsichtlich einer Temperatur der Außenluft (das heißt eine Luft außerhalb des Fahrzeuginnenraums) eines wärmeaufnehmenden Fluids höher sein. Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem es erwartet wird, dass das Kältemittel in der Kühlkammer 14a zu sieden beginnt mit der Flüssigkeitsoberfläche 14d, die in der Kühlkammer 14a geneigt ist, wie in 3 gezeigt ist, wird eine Verringerung einer Leistung oder eine Verschlechterung der Batterie 12 durch Variationen bzw. Änderungen in einer Temperatur unter den Batteriezellen 121 erreicht.
Ferner kann auch erdacht werden, dass die Menge eines Kältemittels, die in die Kühlkammer 14a gefüllt ist, in solch einer Weise steigt, dass das Flüssigphasenkältemittel mit der gesamten oberen Innenwandfläche 141b in der Kühlkammer 14a in Kontakt ist, selbst wenn das Fahrzeug geneigt ist, jedoch ist dies nicht zweckmäßig. Der Grund dafür ist, dass dies andere Dinge verursacht: zum Beispiel wird der Gerätetemperaturregler 10 im Gewicht erhöht und wenn die Temperatur erhöht wird, wird ein Innendruck des Fluidzirkulationskreislaufs 26 erhöht und dementsprechend müssen die Wärmetauscher 14, 16 und die Rohre 18, 20 deren Druckdichtigkeit erhöht bekommen.
Dementsprechend führt das Steuergerät 24 der vorliegenden Ausführungsform eine Steuerungsverarbeitung durch, wie in 4 gezeigt ist. 4 ist ein Flussdiagramm, um die Steuerungsverarbeitung zu zeigen, die von dem Steuergerät 14 der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen ist. Das Steuergerät 24 führt die Steuerungsverarbeitung, die in 4 gezeigt ist, zyklisch wiederholt durch zum Beispiel ungeachtet dessen, ob ein Zündschalter des Fahrzeugs angeschaltet oder ausgeschaltet ist.
Wie in 4 gezeigt ist, bestimmt das Steuergerät 24 zuerst in dem Schritt S101, ob der Batteriekühler 14 um einen spezifischen Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich einer vorbestimmten Referenzstellung geneigt ist oder nicht. Es ist eine vorbestimmte Vorbedingung zum Anschalten des Blasengenerators 22, dass der Batteriekühler 14 um den spezifischen Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Regerenzstellung geneigt ist. Mit anderen Worten, ein Fall, in dem die Vorbedingung erfüllt ist, ist ein Fall, in dem der Batteriekühler 14 um einen spezifischen bzw. spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung geneigt ist. Der spezifizierte Winkel AG1 wird experimentell vorab bestimmt, um in der Lage zu sein, zu bestimmen, dass der Batteriekühler 14 in eine Stellung (in anderen Worten eine Richtung) gebracht ist, in der die Flüssigkeitsoberfläche 14d des Kältemittels in der Kühlkammer 14a geneigt ist.
Zum Beispiel in einem Fall, in dem die Flüssigkeitsoberfläche 14d des Kältemittels in der Kühlkammer 14a, wie in 3 gezeigt ist, ausgebildet ist, bestimmt das Steuergerät 24, dass der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung geneigt ist, die vorangehend beschrieben ist. Mit andere Worten, wenn die Flüssigkeitsoberfläche 14d in dem Batteriekühler 14 ausgebildet ist und das Kältemittel in einem Abschnitt auf einer stromaufwärtigen Seite des Batteriekühlers 14 mit der Flüssigkeitsoberfläche 14d als eine Grenzlinie die Flüssigphase ist und das Kältemittel in einem Abschnitt auf einer stromabwärtigen Seite die Gasphase ist, bestimmt das Steuergerät 24, dass der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung geneigt ist.
Im vorliegenden Fall ist die Referenzstellung des Batteriekühlers 14 eine Stellung des Batteriekühlers 14, die in 1 gezeigt ist. Mit anderen Worten ist der Batteriekühler 14 eingestellt, um einstückig bzw. ganzheitlich mit dem Fahrzeug geneigt zu sein, und die Referenzstellung des Batteriekühlers 14 ist eine Stellung des Batteriekühlers 14, wenn das Fahrzeug in dem horizontalen Fahrzeugzustand ist. In der Referenzstellung des Batteriekühlers 14, falls das Flüssigphasenkältemittel, das in der Kühlkammer 14a gesammelt ist, keine Blasen 14e aufweist (siehe 5), wie in 1 gezeigt ist, ist die Kühlkammer 14a mit dem Flüssigphasenkältemittel gefüllt.
Um eine Bestimmung von Schritt S101 zu machen, erlangt das Steuergerät 24 einen Neigungswinkel des Fahrzeugs hinsichtlich einer horizontalen Ebene Fh von dem Neigungssensor 28c, der in dem Fahrzeug enthalten ist. Dann ist der Batteriekühler 14 einstückig mit dem Fahrzeug geneigt, weshalb das Steuergerät 24 den Neigungswinkel des Fahrzeugs als einen Neigungswinkel hinsichtlich der Referenzstellung des Batteriekühlers 14 in Erwägung zieht. Dementsprechend, in einem Fall, in dem der Neigungswinkel des Fahrzeugs der spezifizierte Winkel AG1 oder mehr ist, bestimmt das Steuergerät 24, dass der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der vorab bestimmten Referenzstellung geneigt ist.
In einem Fall, in dem es in Schritt S101 bestimmt ist, der in 4 gezeigt ist, dass der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung geneigt ist, fährt die Prozedur bzw. das Verfahren mit Schritt S102 fort. Andererseits in einem Fall, in dem es bestimmt wird, dass der Neigungswinkel des Batteriekühlers hinsichtlich der Referenzstellung geringer als der spezifizierte Winkel AG1 ist, fährt das Verfahren mit Schritt S104 fort.
In der Bestimmung in Schritt S101 gibt es kein Plus oder Minus in einer Richtung der Neigung des Batteriekühlers 14. Mit anderen Worten, die gleiche Bestimmung wird für eine Neigung gemacht, in der eine Seite der Batteriestapelrichtung DRb des Batteriekühlers 14 über der anderen Seite positioniert ist, und für eine Neigung, in der eine Seite der Batteriestapelrichtung DRb des Batteriekühlers 14 unterhalb der anderen Seite positioniert ist.
In Schritt S102 bestimmt das Steuergerät 24, ob die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert wird, mehr als eine spezifizierte Strömungsrate Q1 ist oder nicht. Kurz gesagt bestimmt das Steuergerät 24, ob ein Thermosiphonphänomen in dem Gerätetemperaturregler 10 verursacht wird oder nicht. Das Thermosiphonphänomen ist ein derartiges Phänomen, dass das Kältemittel durch die Verdampfung und Kondensation des Kältemittels zirkuliert wird, um dadurch Wärme von der Batterie 12 an das wärmeaufnehmende Fluid (zum Beispiel Außenluft) in dem Kondensator zu übertragen. Dementsprechend wird die spezifizierte Strömungsrate Q1 experimentell vorab bestimmt, um in der Lage zu sein, zu bestimmen, dass das Thermosiphonphänomen verursacht wird, und ist zum Beispiel auf einen positiven Wert nahe Null oder auf Null eingestellt. Die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, die in Schritt S102 bestimmt wird, ist eine Massenströmungsrate. Ferner erlangt das Steuergerät 24 die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels von dem Strömungsratensensor 28a, der in 2 gezeigt ist.
In einem Fall, in dem es in Schritt S102 bestimmt ist, dass das Thermosiphonphänomen verursacht bzw. veranlasst ist, das heißt, die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels mehr als die spezifizierte Strömungsrate Q1 ist, fährt das Verfahren mit Schritt S104 fort. Andererseits, in einem Fall, in dem das Thermosiphonphänomen in einem Stillstand ist, das heißt, die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, fährt das Verfahren mit Schritt S103 fort.
In Schritt S103 veranlasst das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, Blasen 14e zu erzeugen, wie in 5 gezeigt ist. Ferner, in einem Fall, in dem der Blasengenerator 22 bereits die Blasen 14e erzeugt, veranlasst das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, weitergehend die Blasen 14e zu erzeugen.
Insbesondere ist der Blasengenerator 22 eine Heizquelle, weshalb das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22 anschaltet, um den Blasengenerator 22 zu veranlassen, das Flüssigphasenkältemittel, das in der Kühlkammer 14a gesammelt ist, zu erwärmen. Durch das Erwärmen siedet das Flüssigphasenkältemittel, wie in 5 gezeigt, und die Blasen 14e des Gasphasenkältemittels werden in dem Flüssigphasenkältemittel erzeugt. Eine Erwärmungstemperatur bzw. Heiztemperatur des Blasengenerators 22 ist vorab experimentell eingestellt auf zum Beispiel eine Temperatur, die ausreichend ist, um das Flüssigphasenkältemittel zu sieden, und auf eine Temperatur so gering wie möglich.
Wenn die Blasen 14e in dem Flüssigphasenkältemittel in der Kühlkammer 14a in einem Fall erzeugt werden, in dem das Thermosiphonphänomen in einem Stillstand ist, löst solch eine Erzeugung der Blasen eine Zirkulation des Kältemittels in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 aus, wie durch Pfeile ARc gezeigt ist, und dadurch wird das Thermosiphonphänomen gestartet.
In Schritt S104 stoppt das Steuergerät 24 ein Erzeugen der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22. Mit anderen Worten schaltet das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22 aus, um ein Erwärmen des Flüssigphasenkältemittels durch den Blasengenerator 22 zu stoppen. In einem Fall, in dem der Blasengenerator 22 bereits abgeschaltet ist, hält das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22 ausgeschaltet. Nach Schritt S103 oder Schritt S104 kehrt das Verfahren zu Schritt S101 zurück.
Auf diese Weise wird der Blasengenerator 22 an-/ausgeschaltet gemäß einem Bestimmungsergebnis in Schritten S101 und S102. Zum Beispiel, wenn der Blasengenerator 22 in Schritt S103 von Aus nach An umgeschaltet wird, löst die Erzeugung der Blasen 14e einen Start des Thermosiphonphänomens aus. Dann, wenn das Thermosiphonphänomen gestartet ist, wird ein Bestimmungsergebnis in Schritt S102 umgeschaltet und der Blasengenerator 22 wird in Schritt S104 von an zu aus umgeschaltet. Mit anderen Worten, nachdem das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22 veranlasst, ein Erzeugen der Blasen 14e zu starten, in einem Fall, in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels mehr als die spezifizierte Strömungsrate Q1 wird, veranlasst das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, ein Erzeugen der Blasen 14e zu stoppen.
Ferner, wenn das Thermosiphonphänomen durch die Erzeugung der Blasen 14e gestartet ist, wird der Blasengenerator 22 von an nach aus umgeschaltet, weshalb der Blasengenerator 22 zeitweilig in der Steuerungsverarbeitung, die in 4 gezeigt ist, angeschaltet ist. Dementsprechend kann gesagt werden, dass in einem Fall, in dem die Vorbedingung, die vorangehend beschrieben ist, zum Anschalten des Blasengenerators 22 erfüllt ist und die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, veranlasst das Steuergerät 24 der vorliegenden Ausführungsform den Blasengenerator 22 dazu, zeitweilig die Blasen 14e zu erzeugen.
Die vorangehend genannte Verarbeitung in jedem von den Schritten, die in 4 gezeigt sind, gestaltet einen Funktionsteil zum Realisieren von jeder Funktion. Dies ist das Gleiche für das Flussdiagramm, das in 6 gezeigt ist, das später beschrieben wird.
Der Gerätetemperaturregler 10 verwendet das Thermosiphonsystem, weshalb in einem Zustand, in dem die Batterie 12 nicht eine hohe Temperatur erlangt und in dem eine Differenz zwischen der Temperatur der Batterie 12 und der Außenlufttemperatur (das heißt die Temperatur des Wärme aufnehmenden Fluids in dem Kondensator 12) klein ist, wird das Kältemittel nicht zirkuliert, wie in 1 gezeigt ist. In diesem Zustand wird das Flüssigphasenkältemittel in dem Batteriekühler 14 gesammelt, der in einem unteren Abschnitt in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall, falls Änderungen bzw. Variationen in den Temperaturen von der Vielzahl von Batteriezellen 121 verursacht werden, die in der Batterie 12 enthalten sind, siedet das Flüssigphasenkältemittel in Kontakt mit einem Abschnitt, der mit den Batteriezellen 121 verbunden ist, die jeweils eine hohe Temperatur des oberen Flächenteils 141 des Batteriekühlers 14 haben, und wird vergast bzw. gasförmig, wodurch es teilweise gekühlt wird. Auf diese Weise werden die Temperaturen von der Vielzahl von Batteriezellen 121 ausgeglichen.
Andererseits, falls der Gerätetemperaturregler 10 einstückig bzw. ganzheitlich mit dem Fahrzeug in einer Situation geneigt wird, in der die Batterie 12 keine Wärme erzeugt, zum Beispiel während das Fahrzeug parkt oder unbeaufsichtigt zurückgelassen wird, und in der eine Differenz zwischen der Temperatur der Batterie 12 und der Außenlufttemperatur klein ist, wird die Flüssigkeitsoberfläche 14d des Kältemittels in dem Batteriekühler 14 geneigt. Dann wird ein Abschnitt veranlasst, in dem das Flüssigphasenkältemittel nicht mit dem oberen Flächenteil 141 des Batteriekühlers 14 in Kontakt ist. Mit anderen Worten wird ein Abschnitt, in dem Wärme nicht leicht mit dem Flüssigphasenkältemittel ausgetauscht wird, in der Vielzahl von Batteriezellen 121 verursacht. Falls der Batteriekühler 14 mit dem Kältemittel, das in diesem Zustand nicht zirkuliert wird, unbeaufsichtigt zurückbleibt, kann der Batteriekühler 14 nicht ausreichend die Batteriezelle 121 kühlen, die mit dem Abschnitt verbunden ist, der nicht mit dem Flüssigphasenkältemittel des oberen Flächenteils 141 des Batteriekühlers 14 in Kontakt ist, sodass die Temperaturen von der Vielzahl von Batteriezellen 121 nicht auseichend ausgeglichen werden können.
Daher ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 5 gezeigt ist, der Gerätetemperaturregler 10 mit dem Blasengenerator 22 versehen, der Blasen 14e in dem Flüssigphasenkältemittel erzeugt, das in dem Batteriekühler 14 gesammelt ist. Wie in 4 gezeigt ist, in einem Fall, in dem die vorbestimmte Vorbedingung erfüllt ist und indem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Fluidzirkulationskreislauf zirkuliert, die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, veranlasst das Steuergerät 24 des Gerätetemperaturregler 10 den Blasengenerator 22, die Blasen 14e zu erzeugen. Dementsprechend ist es möglich, ein Kühlen der Batterie 12 je nach Bedarf durch den Fluidzirkulationskreislauf 26 zu starten, der als der schleifenförmige Thermosiphon gestaltet ist.
Genauer gesagt ist ein Fall, in dem die vorangehend genannte Vorbedingung erfüllt ist, ein Fall, in dem der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der vorbestimmten Referenzstellung geneigt ist. Der Blasengenerator 22 ist die Heizquelle. Dementsprechend, in einem Fall, in dem der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der vorbestimmten Referenzstellung geneigt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert, die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, erwärmt der Blasengenerator 22 zeitweilig das Flüssigphasenkältemittel und siedet jenes, das in dem Batteriekühler 14 gesammelt ist. Auf diese Weise können die Blasen 14e des Gasphasenkältemittels die Flüssigkeitsoberfläche 14d des Kältemittels in dem Batteriekühler 14 nach oben drücken, um das Flüssigphasenkältemittel in Kontakt mit der Gesamtheit des oberen Flächenteils 141 des Batteriekühlers 14 zu bringen, selbst in einem Zustand, in dem der Batteriekühler 14 geneigt ist. Als ein Ergebnis können die Temperaturen von der Vielzahl von Batteriezellen 121 ausreichend ausgeglichen werden. Dann, selbst in einem Zustand, in dem das Fahrzeug hinsichtlich dem horizontalen Fahrzeugzustand geneigt ist, können die entsprechenden Batteriezellen 121 in der Temperatur ausgeglichen werden und gekühlt werden. Dementsprechend ist es möglich, die Batteriezellentemperatur darin zu unterdrücken, variiert bzw. geändert zu werden, und die Batterie 12 daran zu hindern, verschlechtert zu werden.
Ferner, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 gezeigt ist, in einem Fall, in dem die vorangehend genannte Vorbedingung erfüllt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, veranlasst das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, zeitweilig die Blasen 14e zu erzeugen. Dementsprechend ist es möglich, das Bläschenbilden des Kältemittels in dem Batteriekühler 14 zu beschleunigen und das Flüssigphasenkältemittel zu veranlassen, zu der Gesamtheit des oberen Flächenteils 141 des Batteriekühlers 14 zu strömen.
Dann kann die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 als ein Auslöser verwendet werden, um ein Zirkulieren des Kältemittels in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zu starten. Kurz gesagt kann der Blasengenerator 22 als eine Aktivierungsvorrichtung zum Starten des Thermosiphonphänomens verwendet werden. Dann ist es möglich, die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 an einem unnötigen fortgesetzt Werden zu hindern, nachdem das Thermosiphonphänomen gestartet ist. Auf diese Weise, selbst in einem Fall, in dem eine Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der Außenlufttemperatur nicht groß genug gemacht ist, um das Thermosiphonphänomen zu starten, kann das Thermosiphonphänomen durch ein Veranlassen des Blasengenerators 22 als die vorangehend genannte Aktivierungsvorrichtung zu funktionieren gestartet werden.
Ferner veranlasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 gezeigt ist, in einem Fall, in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels mehr als die spezifizierte Strömungsrate Q1 wird, nachdem das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22 veranlasst, ein Erzeugen der Blasen 14e zu starten, das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, ein Erzeugen der Blasen 14e zu stoppen. Mit anderen Worten, veranlasst auf diese Weise das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, zeitweilig die Blasen 14e zu erzeugen. Dementsprechend ist es möglich, die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 daran zu hindern, unnötigerweise fortgesetzt zu werden, nachdem das Thermosiphonphänomen gestartet ist.
Ferner, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 und 3 gezeigt ist, ist der Blasengenerator 22 an einer Position angeordnet, die näher an dem Einströmanschluss 14b als dem Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14 ist. Im vorliegenden Fall, selbst wenn die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, kehrt die kondensierte Kältemittelflüssigkeit von dem Kondensator 16 nahe dem Einströmanschluss 14b geringfügig zu dem Batteriekühler 14 zurück und in diesem Fall wird die zurückgeführte kondensierte Kältemittelflüssigkeit verdampft, um die Batterie 12 zu kühlen.
Dementsprechend, in dem Fall, in dem angenommen wird, dass das Gasphasenkältemittel ungleichmäßig auf der Seite des Ausströmanschlusses 14c oder auf der Seite des Einströmanschlusses 14b in dem Batteriekühler 14 vorhanden ist, da zum Beispiel das Fahrzeug geneigt ist, wird ein Vorteil zum Starten des Thermosiphonphänomens größer in einem Fall, in dem das Gasphasenkältemittel ungleichmäßig an dem Ausströmanschluss 14c vorhanden ist, als in einem Fall, in dem das Gasphasenkältemittel ungleichmäßig auf der Seite des Einströmanschlusses 14b vorhanden ist. Dann ist mit anderen Worten ein Fall, in dem das Gasphasenkältemittel ungleichmäßig auf der Seite des Ausströmanschlusses 14c vorhanden ist, ein Fall, in dem das Flüssigphasenkältemittel ungleichmäßig auf der Seite des Einströmanschlusses 14b vorhanden ist. Daraus kann der Blasengenerator 22 an einer Position angeordnet werden, in der ein Blasenerzeugungsbetrieb leicht auf das Flüssigphasenkältemittel unter einer Situation angewendet wird, in der ein Vorteil zum Starten des Thermosiphonphänomens groß ist, mit anderen Worten an einer Position, näher an dem Einströmanschluss 14b. Kurz gesagt kann der Blasengenerator 22 an einer Position angeordnet werden, in der das Flüssigphasenkältemittel bestimmt in einer Situation gesammelt wird, in der ein Vorteil zum Starten des Thermosiphonphänomens groß ist.
Ferner, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 5 gezeigt ist, erwärmt der Blasengenerator 22 das Flüssigphasenkältemittel, um dadurch die Blasen 14e zu erzeugen. Dementsprechend kann eine Heizquelle der elektrischen Heizeinrichtung oder dergleichen als der Blasengenerator 22 verwendet werden, mit anderen Worten kann die Heizquelle zum Sieden des Flüssigphasenkältemittels verwendet werden, um dadurch die Batterie 12 zu kühlen.
In dem Batterietemperaturregler von Patentdokument 1 ist ein Heizbauteil zum Erwärmen eines Heizmediums in einem Temperaturregulierteil angeordnet, jedoch ist das Heizbauteil nicht als ein Batterieheizgerät zum Heizen bzw. Erwärmen einer Batterie. Im Gegensatz dazu zielt der Blasengenerator 22 der Heizquelle der vorliegenden Ausführungsform nicht auf ein Erwärmen der Batterie ab, sondern wird als eine Vorrichtung zum Beschleunigen des Kühlens der Batterie 12 verwendet. In diesem Punkt ist der Blasengenerator 22 der vorliegenden Ausführungsform verschieden von dem Heizbauteil bzw. Heizelement, das in Patentdokument 1 beschrieben ist.
Ferner sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Vielzahl von Batteriezellen 121 jeweils Seite an Seite an dem oberen Flächenteil 141a des Batteriekühlers 14 angeordnet. Mit anderen Worten sind die entsprechenden Batteriezellen 121 der Batterie 12 an dem oberen Flächenteil 141 des Batteriekühlers 14 platziert. Im vorliegenden Fall sind zum Beispiel in dem Batterietemperaturregler von Patentdokument 1 die Temperaturregulierteile an den Seitenflächen der entsprechenden Batteriezellen angeordnet und, um einen Wärmetransfer zwischen dem Temperaturregulierteil und der Kontaktfläche der Batteriezelle zu beschleunigen, ist ein gewisses Maß an Presskraft (z.B. Bindungskraft) ist zwischen ihnen erforderlich.
Im Gegensatz dazu sind in dem Gerätetemperaturregler 10 der vorliegenden Ausführungsform die entsprechenden Batteriezellen 121 an dem Batteriekühler 14 platziert, wie vorangehend beschrieben ist, mit anderen Worten ist der Batteriekühler 14 nicht an den Seitenflächen, sondern an den unteren Flächen der Batteriezellen 121 angeordnet. Aus diesem Grund kann eine Kontaktlast zwischen der Batteriezelle 121 und dem Batteriekühler 14 durch das eigene Gewicht der Batteriezelle 121 gewährleistet werden. Dementsprechend ist ein Kühlverfahren einer unteren Fläche gemäß der vorliegenden Ausführungsform, in der der Batteriekühler 14 auf der unteren Seite der Batterie 12 angeordnet ist, noch vorteilhafter hinsichtlich einem Kühlen der Batterie 12 als ein Verfahren eines Anordnens des Temperaturregulierteils, das in Patentdokument 1 beschrieben ist.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise, wie in 3 gezeigt ist, wenn das Kältemittel in der flüssigen Phase in dem Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite mit der Flüssigkeitsoberfläche 14d des Batteriekühlers 14 als eine Grenze ist und in der Gasphase an dem Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite ist, in dem Schritt S101, der in 4 gezeigt ist, bestimmt, dass der Batteriekühler 14 um den spezifischen bzw. spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung geneigt ist. Mit anderen Worten, wenn das Kühlmittel in dem Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite des Batteriekühlers 14 in der flüssigen Phase ist und das Kältemittel in dem Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Batteriekühlers 14 in der gasförmigen Phase ist, veranlasst das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22, die Blasen 14 zu erzeugen. Auf diese Weise, wie vorangehend beschrieben ist, ist es möglich, das Kühlen bzw. die Kühlung der Batterie 12 je nach Bedarf durch den Fluidzirkulationskreislauf 26 zu aktivieren.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden Punkte hauptsächlich beschrieben, die von der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform verschieden sind. Ferner werden Beschreibungen der gleichen oder äquivalenten Teile wie in der ersten Ausführungsform weggelassen oder vereinfacht. Das Gleiche gilt für eine dritte Ausführungsform, die später zu beschreiben ist, und für die Ausführungsformen, die der dritten Ausführungsform folgen.
Wie in 6 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in der Steuerungsverarbeitung verschieden, die durch das Steuergerät 24 durchgeführt wird. In der anderen Verarbeitung ist die vorliegende Ausführungsform die Gleiche wie die erste Ausführungsform.
Insbesondere ist Schritt S201, der in 6 gezeigt ist, von der Steuerungsverarbeitung der ersten Ausführungsform verschieden. Mit anderen Worten wird in der Steuerungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform der Schritt S101, der in 4 gezeigt ist, durch Schritt S201 ersetzt, der in 6 gezeigt ist. Schritte S102, S103 und S104, die verschieden zu dem Schritt S201 sind, der in 6 gezeigt ist, sind die Gleichen wie die Steuerungsverarbeitung der ersten Ausführungsform. Ferner wird die Steuerungsverarbeitung, die in 6 gezeigt ist, genau wie die Steuerungsverarbeitung, die in 4 gezeigt ist, wiederholt zyklisch durchgeführt.
Wie in 6 dargestellt ist, bestimmt das Steuergerät 24 in dem Schritt S201, ob die Temperatur 12 (das heißt die Batterietemperatur) zu einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr wird oder nicht. Es ist eine vorgegebene Voraussetzung bzw. Vorbedingung für das Einschalten des Blasengenerators 22, dass die Batterietemperatur zum vorgegebenen Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr wird. Mit anderen Worten, ein Fall, in dem die Voraussetzung bzw. Vorbedingung erfüllt ist, ist ein Fall, in dem die Batterietemperatur zum angegebenen Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr wird.
Der Temperaturschwellenwert TP1 wird experimentell im Voraus bestimmt, um bestimmen zu können, dass, wenn die Batterietemperatur den vorgegebenen Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr erreicht, die Batterie 12 gekühlt werden muss. Die Batterietemperatur, die mit dem Temperaturschwellenwert TP1 in Schritt S201 verglichen wird, ist beispielsweise ein Maximalwert der Temperaturen der jeweiligen Batteriezellen 121. Weiterhin wird die Temperatur jeder Batteriezelle 12 durch den Batteriezellentemperatursensor 28b (siehe 2) erfasst, der an jeder der Vielzahl von Batteriezellen 121 vorgesehen ist.
In einem Fall, in dem in 6 dargestellten Schritt S201 bestimmt wird, dass die Batterietemperatur der angegebene Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr wird, fährt das Verfahren mit Schritt S102 fort. Andererseits fährt das Verfahren in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Batterietemperatur unter dem angegebenen Temperaturschwellenwert TP1 liegt, mit Schritt S104 fort.
In der vorliegenden Ausführungsform können die Effekte, die durch die mit der ersten Ausführungsform gemeinsamen Konfiguration hervorgerufen werden, wie bei der ersten Ausführungsform erlangt werden.
Ferner veranlasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, in dem die vorbestimmte Vorbedingung erfüllt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert, die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, das Steuergerät 24 des Gerätetemperaturreglers 10 den Blasengenerator 22, die Blasen 14e zu erzeugen. Der Fall, in dem die vorbestimmte Vorbedingung erfüllt ist, ist ein Fall, in dem die Batterietemperatur der spezifizierte Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr wird.
Falls nichts getan wird, selbst in einem Fall, in dem eine Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der Temperatur der Außenluft des wärmeaufnehmenden Fluids des Kondensators 16 kleiner als ein bestimmter Grenzwert ist, wird das Thermosiphonphänomen, in dem das Kältemittel zirkuliert wird, nicht veranlasst, sondern das Flüssigphasenkältemittel verbleibt gesammelt in dem Batteriekühler 14. Die Batterie 12 wird häufig zum Beispiel unter dem Boden des Fahrzeuginnenraums oder unter dem Kofferraum angeordnet, weshalb in einer Situation, in der das Fahrzeug unbeachtet zurückbleibt unter einer strahlenden Sonne für eine lange Zeit, zum Beispiel, wenn das Fahrzeug im Sommer geparkt ist, die Batterietemperatur allmählich ansteigt und dementsprechend die Batterie 12 gekühlt werden muss.
Jedoch startet das Thermosiphonphänomen nicht auf natürliche Weise, wenn es keinen bestimmten Grad einer Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der Außenlufttemperatur gibt. Aus diesem Grund, in einem Fall, in dem ein Anstieg in der Batterietemperatur moderat ist, kann es eine Idee sein, dass selbst, wenn die Batterietemperatur höher als die Außenlufttemperatur ist, das Thermosiphonphänomen nicht natürlicherweise in einigen Fällen startet.
Im Gegensatz dazu, wie voranstehend beschrieben, bewirkt das Steuergerät 24 der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall, in dem die Batterietemperatur zum vorgegebenen Temperaturschwellenwert TP1 oder mehr wird und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert, die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist, dass der Blasengenerator 22 die Blasen 14e erzeugt, wie in 7 dargestellt ist. Auf diese Weise kann die Erzeugung der Blasen 14e ausgelöst werden, um das Sieden des Kältemittels im Batteriekühler 14 zu beschleunigen und damit das Thermosiphonphänomen zu starten, welches dementsprechend das Kältemittel zirkulieren kann.
Wenn dann die Zirkulation bzw. der Kreislauf des Kältemittels (das heißt das Thermosiphonphänomen) einmal im Fluidzirkulationskreislauf 26 beginnt, setzt sich die Zirkulation des Kältemittels fort, bis eine Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der Außenlufttemperatur besteht. Aus diesem Grund wird auch bei der Steuerungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform zu einem Zeitpunkt, zu dem in dem in 6 dargestellten Schritt S102 bestimmt wird, dass die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels mehr als die spezifizierte Strömungsrate Q1 wird, das heißt, zu einem Zeitpunkt, wenn bestimmt wird, dass das Kältemittel zirkuliert wird, die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 gestoppt wird. Somit ist es auch in der vorliegenden Ausführungsform, wie bei der ersten Ausführungsform, möglich, zu vermeiden, dass die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 unnötig fortgesetzt wird, nachdem das Thermosiphonphänomen gestartet wurde.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie zu sehen ist, der in Fig. dargestellte Schritt S101 durch den in 6 dargestellten Schritt S201 ersetzt, unabhängig von der Neigung des Fahrzeugs, gemäß den Bestimmungen in den in 6 dargestellten Schritten S201 und S102, die Heizquelle als Blasengenerator 22 eingeschaltet.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden hauptsächlich Punkte beschrieben, die von der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform verschieden sind.
Wie in 8 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in der Anordnung des Blasengenerators 22 und in der Form des Vorwärtsrohrs 18 verschieden. Die vorliegende Ausführungsform ist die gleiche wie die erste Ausführungsform in den anderen Abschnitten bzw. Teilen.
Insbesondere, wie in 8 gezeigt ist, ist die Vorwärtsleitung bzw. das Vorwärtsrohr 18 teilweise in einer Form eines Buchstabens U ausgebildet und hat einen Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 und einen unteren Anordnungsteil 182. Der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 und der untere Anordnungsteil 182 sind in einem Abschnitt enthalten, der in der Form des Buchstabens U ausgebildet ist. Dann wird der untere Anordnungsteil 182 näher auf der Seite des Kondensators 16 als der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 in einer Kältemittelströmung in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a angeordnet.
Ferner ist der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 mit dem Blasengenerator 22 versehen. Mit anderen Worten ist der Blasengenerator 22 zwischen dem Einströmanschluss 14b des Batteriekühlers und dem unteren Anordnungsteil 182 des Vorwärtsrohrs 18 in einem Rohrabschnitt bzw. Leitungsabschnitt angeordnet, in dem sich das Flüssigphasenkältemittels des Vorwärtsrohrs 18 sammelt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Blasengenerator 22 mit dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 gekoppelt, um so die Außenseite des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 zu umgeben. Auf diese Weise kann der Blasengenerator 22 das Kältemittel in dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 von der Außenseite des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 aus erwärmen.
Ferner ist der untere Anordnungsteil 182 unterhalb des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 angeordnet. Zum Beispiel, wenn das Fahrzeug in dem horizontalen Fahrzeugzustand ist, ist der untere Anordnungsteil 182 unterhalb des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 angeordnet. Ferner, selbst wenn der Batteriekühler 14 in einer beliebigen Richtung innerhalb eines spezifizierten Bereichs geneigt ist, was aus einem Verwendungszustand des Fahrzeugs heraus resultieren kann, ist der untere Anordnungsteil 182 unterhalb des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 angeordnet.
In der vorliegenden Ausführungsform können die Effekte, die durch die Konfiguration erzeugt werden, die zu der ersten Ausführungsform gleich ist, wie in dem Fall mit der ersten Ausführungsform erlangt werden.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 des Vorwärtsrohrs 18 mit dem Blasengenerator 22 versehen und der untere Anordnungsteil 182 ist unterhalb des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 angeordnet. Der untere Anordnungsteil 182 ist näher auf der Seite des Kondensators 16 als der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 in der Kältemittelströmung des Vorwärtsströmungsdurchgangs 18a angeordnet. Daher kann der Blasengenerator 22 an einem Abschnitt angeordnet werden, der anders als der Batteriekühler 14 ist, und die Blasen 14e können in dem Flüssigphasenkältemittel erzeugt werden, das in dem Batteriekühler 14 gesammelt ist. Kurz gesagt kann der Freiheitsgrad einer Position ausgedehnt werden, in der der Blasengenerator 22 montiert ist. Von einer Oben-und-Unten-Positionsbeziehung zwischen dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 und dem unteren Anordnungsteil 182 kann verhindert werden, dass die Blasen, die in dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 durch den Blasengenerator 22 erzeugt werden, zu der Seite des Kondensators 16 in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a strömen. Mit anderen Worten ist es möglich, zu verhindern, dass die Blasen in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a rückwärts strömen.
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform und die vorliegende Erfindung kann ebenfalls mit der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform kombiniert werden.
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden hauptsächlich Punkte beschrieben, die von der ersten Ausführungsform verschieden sind, welche vorangehend beschrieben ist.
Wie in 9 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in der Anordnung des Blasengenerators 22 und dem Vorwärtsrohr 18 verschieden. Die vorliegende Ausführungsform ist die gleiche wie die erste Ausführungsform in den anderen Abschnitten bzw. Teilen.
Insbesondere, wie in 9 gezeigt ist, weist das Vorwärtsrohr 18 den Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 und ein Absperrventil 183 auf. Dann erlaubt das Absperrventil 183 eine Kältemittelströmung von dem Kondensator 16 zu dem Batteriekühler 14 hin in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a, wohin gegen das Absperrventil 183 die Kältemittelströmung von dem Batteriekühler 14 zu dem Kondensator 16 unterdrückt. Kurz gesagt hindert das Absperrventil 183 die Kältemittelströmung daran, in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a rückwärts bzw. nach hinten hin zu strömen.
Ferner ist das Absperrventil 183 näher auf der Seite des Kondensators 16 als der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 in der Kältemittelströmung in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a angeordnet. In genaueren Details ist das Absperrventil 182 über einer Position der Flüssigkeitsoberfläche SF1 angeordnet, die in der Vorwärtsleitung bzw. dem Vorwärtsrohr 18 ausgebildet ist, und ist daher an einem Abschnitt angeordnet, in dem das Kältemittel in einer Gas-Flüssigkeits-Doppelphase in dem Vorwärtsrohr 18 ist.
Ferner ist der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 mit dem Blasengenerator 22 versehen. Mit anderen Worten ist der Blasengenerator 22 zwischen dem Einströmanschluss 14b des Batteriekühlers 14 und dem Absperrventil 183 in einem Rohrabschnitt vorgesehen, in dem sich das Flüssigphasenkältemittel in dem Vorwärtsrohr 18 sammelt.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie es der Fall mit der dritten Ausführungsform ist, der Blasengenerator 22 an dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 gekoppelt, um die Außenseite des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 zu umgeben.
In der vorliegenden Ausführungsform können die Effekte, die durch die Konfiguration erzeugt werden, die zu der ersten Ausführungsform gleich ist, wie in dem Fall mit der ersten Ausführungsform erlangt werden.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 des Vorwärtsrohrs 18 mit dem Blasengenerator 22 versehen und das Absperrventil 183 ermöglicht eine Kältemittelströmung von dem Kondensator 16 in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a zu dem Batteriekühler 14 hin, und entwickelt das Absperrventil 183 die Kältemittelströmung daran hindert, nach hinten bzw. rückwärts zu strömen. Dann ist das Absperrventil 183 näher auf der Seite des Kondensators 16 als der Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 in der Kältemittelströmung in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a angeordnet. Dementsprechend kann der Blasengenerator 22 an einem Abschnitt verschieden zu dem Batteriekühler 14 angeordnet werden und die Blasen 14e können in dem Flüssigphasenkältemittel erzeugt werden, das in dem Batteriekühler 14 gesammelt ist. Ferner kann der Freiheitsgrad einer Position, in der der Blasengenerator 22 montiert ist, noch weiter als in der dritten Ausführungsform ausgedehnt werden. Dann können die Blasen, die in dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 durch den Blasengenerator 22 erzeugt werden, durch das Absperrventil 183 daran gehindert werden, zu der Seite des Kondensators 16 in dem Vorwärtsströmungsdurchgang 18a zu strömen.
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform und die vorliegende Erfindung kann ebenfalls mit der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform kombiniert werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform werden hauptsächlich Punkte beschrieben, die von der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform verschieden sind.
Der Blasengenerator 22 der vorliegenden Ausführungsform ist keine Heizquelle, sondern ein Ultraschallvibrator. Die vorliegende Ausführungsform ist von der ersten Ausführungsform, die vorangehend beschrieben ist, in diesem Punkt verschieden. Die vorliegende Ausführungsform ist die gleiche wie die erste Ausführungsform in den anderen Abschnitten.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt ist, ist der Blasengenerator 22 des Ultraschallvibrators mit einer unteren Wand des Batteriekühlers 14 verbunden, wie es der Fall mit der ersten Ausführungsform ist, sodass eine Ultraschallvibration, die von dem Blasengenerator 22 erzeugt wird, an das Kältemittel in der Kühlkammer 14a über die untere Wand übertragen wird.
Der Blasengenerator 22 bringt die Ultraschallvibration auf das Flüssigphasenkältemittel auf, wodurch das Flüssigphasenkältemittel veranlasst wird, Blasen 14e zu erzeugen, die wie Mikroblasen geformt sind, wie in 5 gezeigt ist. Auf diese Weise kann der Blasengenerator 22 der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Effekte wie der Blasengenerator 22 der ersten Ausführungsform erlangen, ohne das Kältemittel in dem Batteriekühler 14 zu erwärmen. Die gleichen Effekte wie der Blasengenerator 22 der ersten Ausführungsform sind zum Beispiel ein Effekt eines nach oben Drückens der Flüssigkeitsoberfläche 14d des Kältemittels in dem Batteriekühlers 14 und ein Effekt eines Beschleunigens des Siedens des Kältemittels in dem Batteriekühler 14.
Die vorliegende Ausführungsform ist eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform und kann ebenfalls mit beliebigen von den vorangehend beschriebenen zweiten bis vierten Ausführungsformen kombiniert werden.
(Andere Ausführungsformen)
(1) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt ist, ist die Zielvorrichtung, die von dem Gerätetemperaturregler 10 gekühlt wird, die Sekundärbatterie 12, jedoch gibt es keine Beschränkung bezüglich der Zielvorrichtung. Zum Beispiel kann die Zielvorrichtung eine elektronische Vorrichtung verschieden zu der Sekundärbatterie 12 sein, wie zum Beispiel ein Motor, ein Inverter oder ein Lader bzw. eine Ladeeinrichtung, oder kann ein einfacher Wärmestrahler sein. Ferner ist die Zielvorrichtung nicht auf eine Vorrichtung begrenzt, die an dem Fahrzeug montiert ist, sondern kann eine Vorrichtung sein, die stationär ist und gekühlt werden muss, zum Beispiel eine Basisstation.
(2) In der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird die Batterietemperatur, die mit dem Temperaturschwellenwert TP1 in Schritt S210 verglichen wird, der in 6 gezeigt ist, als ein maximaler Wert der Temperaturen der entsprechenden Batteriezellen 221 beispielsweise angenommen, aber dies ist ein Beispiel. Der Temperaturschwellenwert TP1 muss lediglich gemäß einem Verfahren eines Bestimmens der Batterietemperatur geeignet bestimmt werden, und zum Beispiel kann die Batterietemperatur als ein Durchschnittswert der Temperaturen der entsprechenden Batteriezellen 121 berechnet werden.
(3) In der dritten und vierten Ausführungsform, die vorangehend beschrieben sind, ist der Blasengenerator 22 vorgesehen, um das Äußere des Blasenerzeugungsanordnungsteils 181 zu umgeben, jedoch ist dies ein Beispiel. Zum Beispiel kann der Blasengenerator 22 in dem Blasenerzeugungsanordnungsteil 181 angeordnet sein, um einen Teil des Vorwärtsrohrs 18 zu gestalten.
(4) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen ist das Vorwärtsrohr 18 als ein Vorwärtsdurchgang des Gerätetemperaturreglers 10 vorgesehen, jedoch muss der Vorwärtsdurchgang nicht aus einem Rohrbauteil ausgebildet sein. Zum Beispiel, in einem Fall, in dem ein Loch, das in einem blockförmigen Teil ausgebildet ist, als der Vorwärtsströmungsdurchgang 18a vorgesehen ist, entspricht ein Abschnitt zum Ausbilden des Vorwärtsströmungsdurchgangs 18a des blockförmigen Teils dem Vorwärtsdurchgang bzw. dem Vorwärtsrohr. Das Gleiche gilt für das Rückwärtsrohr 20.
(5) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt ist, ist der Gerätetemperaturregler 10 mit einem Kondensator 16 versehen, jedoch kann der Gerätetemperaturregler 10 mit einer Vielzahl von Kondensatoren bzw. Kondensern 16 versehen sein. In einem Fall, in dem der Gerätetemperaturregler 10 mit der Vielzahl von Kondensatoren bzw. Kondensern 16 auf diese Weise versehen ist, kann die Vielzahl von Kondensern bzw. Kondensatoren 16 einen beliebigen oder alle von einem Wärmetauscher, der Wärme zwischen der Luft und dem Kältemittel in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 wie in den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen austauscht, einem Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher und einem Kühlapparat (Chiller) aufweisen. Der Kältemittel-Kältemittel-Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher, der einen Teil eines Kühlkreises gestaltet und der ein Wärmeaustauschmedium verdampft, das in dem Kältekreislauf zirkuliert, um dadurch das Kältemittel des Fluidzirkulationskreislaufs 26 zu kühlen. Ferner ist das Kältegerät (Chiller) eine Kühlvorrichtung, die das Kältemittel in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 durch ein flüssiges Medium, wie zum Beispiel ein Kühlwasser kühlt.
(6) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen ist das Kältemittel, das in den Fluidzirkulationskreislauf 26 gefüllt ist, zum Beispiel ein Kältemittel auf Fluorchlorkohlenstoff Basis, wobei das Kältemittel im Fluidzirkulationskreislauf nicht auf das Kältemittel auf Fluorchlorkohlenstoff Basis beschränkt ist. So darf beispielsweise ein anderes Kältemittel wie Propan oder CO₂ oder ein anderes Medium zum Phasenwechsel als Kältemittel verwendet werden, das in den Fluidzirkulationskreislauf 26 gefüllt ist.
(7) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird die Bestimmung in Schritt S102, der in 4 gezeigt ist, auf der Basis der Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels gemacht, die durch den Strömungsratensensor 28a erfasst wird, kann jedoch auf der Basis des erfassten Werts von dem anderen Sensor gemacht werden ohne ein Verwenden des Strömungsratensensors 28a. Zum Beispiel wird ein Fall angenommen, in dem die Bestimmung in Schritt S102, der in 4 gezeigt ist, auf der Basis eines erfassten Werts des Temperatursensors 28f auf der einen Seite und eines erfassten Werts des Temperatursensors 28g auf der anderen Seite gemacht, wobei die Temperatursensoren 28f, 28g in 10 gezeigt sind.
In 10 sind der Temperatursensor 28f auf der einen Seite und der Temperatursensor 28g auf der anderen Seite in den oberen Abschnitten der Kühlkammer 14a angeordnet. Dann ist der Temperatursensor 28f auf der einen Seite an einem Endabschnitt auf der einen Seite in der Batteriestapelrichtung DRb der Kühlkammer 14a vorgesehen und ist der Temperatursensor 28g auf der anderen Seite an einem Endabschnitt auf der anderen Seite in der Batteriestapelrichtung DRb der Kühlkammer 14a vorgesehen. Aus diesem Grund, in einem Fall, in dem der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung mit entweder der einen Seite oder der anderen Seite als einer oberen Seite in der Batteriestapelrichtung DRb geneigt ist, wenn die Blasen 14e nicht erzeugt werden, ist einer von den Temperatursensoren 28f, 28g über der Flüssigkeitsoberfläche 14d freiliegend.
Im vorliegenden Fall, in einem Fall, in dem dann, wenn der Batteriekühler 14 um den spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung mit einer von der einen Seite und der anderen Seite als der oberen Seite in der Batteriestapelrichtung DRb geneigt ist, falls das Thermosiphonphänomen nicht verursacht ist, daher kann es in Schritt S102, der in 4 gezeigt ist, in einem Fall, in dem eine Differenz zwischen den erfassten Temperaturen von sowohl dem Temperatursensor 28f als auch dem Temperatursensor 28g geringer als ein spezifizierter Temperaturdifferenzbestimmungswert ist, bestimmt werden, dass das Thermosiphonphänomen verursacht bzw. veranlasst ist. Mit anderen Worten kann es bestimmt werden, dass die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels, das in dem Fluidzirkulationskreislauf 26 zirkuliert, mehr als die spezifizierte Strömungsrate bzw. der spezifische Durchsatz Q1 ist.
Umgekehrt in einem Fall, in dem die Differenz zwischen den erfassten Temperaturen von beiden von den Temperatursensoren 28f und 28g der spezifizierte Temperaturdifferenzbestimmungswert oder mehr ist, kann es bestimmt werden, dass das Thermosiphonphänomen veranlasst ist. Mit anderen Worten kann es bestimmt werden, dass die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels die spezifizierte Strömungsrate Q1 oder weniger ist. Die erfasste Temperatur des Temperatursensors 28f auf der einen Seite, der in 10 gezeigt ist, kann durch die erfasste Temperatur ersetzt werden, die durch den Batteriezellentemperatursensor 28b der Batteriezelle 121 erfasst ist, der nächstliegend zu der einen Seite in der Batteriestapelrichtung DRb der Batterie 12 angeordnet ist. Die erfasste Temperatur des Temperatursensors 28g auf der anderen Seite, der in 10 gezeigt ist, kann durch den erfassten Wert ersetzt werden, der von den Batteriezellentemperatursensor 28b der Batteriezelle 121 erfasst ist, der nächstliegend zu der anderen Seite in der Batteriestapelrichtung DRb der Batterie 12 angeordnet ist.
(8) In der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform wird eine Bestimmung in Schritt S102, der in 6 gezeigt ist, auf der Basis der Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels gemacht, die durch den Strömungsratensensor 28a erfasst ist, kann jedoch auf der Basis des erfassten Werts des anderen Sensors ohne ein Verwenden des Strömungsratensensors 28a gemacht werden. Zum Beispiel wird ein Fall angenommen, in dem die Bestimmung in Schritt S102, der in 6 gezeigt ist, auf der Basis des erfassten Werts eines Ausströmanschlusskältemitteltemperatursensors zum Erfassen einer Kältemitteltemperatur an einem Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14 gemacht wird.
Zum Beispiel, in einem Fall, in dem die Batterietemperatur der spezifizierte Temperaturschwellenwert TP 1 oder mehr wird, und die Batterie 12 eine hohe Temperatur erlangt, wenn das Thermosiphonphänomen von einem Zustand aus gestartet wird, in dem das Thermosiphonphänomen nicht veranlasst ist, wird die Kühlung der Batterie 12 beschleunigt und dementsprechend die Kältemitteltemperatur an einem Ausströmanschluss 14c verringert. Dementsprechend in der Konfiguration, die den Ausströmanschlusskältemitteltemperatursensor verwendet, was vorangehend beschrieben ist, in einem Fall, in dem eine Verringerungsbreite der erfassten Temperatur des Ausströmanschlusskältemitteltemperatursensors hinsichtlich der erfassten Temperatur des Ausströmanschlusskältemitteltemperatursensors, die erfasst wird, bevor der Blasengenerator 22 angeschaltet wird, ein spezifizierter Temperaturverringerungsbreitenbestimmungswert oder mehr wird, kann es bestimmt werden, dass das Thermosiphonphänomen gestartet ist. Die erfasste Temperatur des Ausströmanschlusskältemitteltemperatursensors kann durch eine erfasste Temperatur ersetzt werden, die von dem Batteriezellentemperatursensor 28b der Batteriezelle 121 erfasst wird, der nächstliegend zu dem Ausströmanschluss 14c des Batteriekühlers 14 der Batterie 12 ist.
(9) In der vorangehend beschriebenen Ausführungsform hat in der Bestimmung in Schritt S101, der in 4 gezeigt ist, die Richtung einer Neigung des Batteriekühlers 14 kein Plus und Minus, sondern dies ist ein Beispiel. In der Bestimmung in Schritt S101 kann es ebenfalls eine Idee sein, dass die Neigung des Batteriekühlers 14, die in dem spezifizierten Winkel AG1 oder mehr hinsichtlich der Referenzstellung ist, auf eine Neigung begrenzt ist, in der sich die andere Seite in der Batteriestapelrichtung DRb des Batteriekühlers 14 über der einen Seite befindet, wie in 5 gezeigt ist.
(10) In der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform, wie in 4 gezeigt ist, in einem Fall, in dem die Zirkulationsströmungsrate des Kältemittels mehr als die spezifizierte Strömungsrate Q1 wird, nachdem der Blasengenerator 22 ein Erzeugen der Blasen 14e beginnt, wird die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 gestoppt, jedoch ist dies ein Beispiel. Zum Beispiel, in einem Fall, in dem der Blasengenerator 22 ein Erzeugen der Blasen 14e beginnt, kann es ebenfalls eine Idee sein, dass die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 durch einen Timer gestoppt wird, nachdem eine spezifizierte Zeit von der Zeit aus verstrichen ist, wenn der Blasengenerator 22 ein Erzeugen der Blasen 14e beginnt.
Mit anderen Worten, in einem Fall, in dem das Steuergerät 24 den Blasengenerator 22 veranlasst, ein Erzeugen der Blasen 14e zu beginnen, und die spezifizierte Zeit verstreicht, nachdem die Erzeugung der Blasen 14e gestartet ist, kann das Steuergerät 24 ein Erzeugen der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 stoppen, um dadurch den Blasengenerator 22 zu veranlassen, die Blasen 14e zeitweilig bzw. vorübergehend zu erzeugen. Selbst auf diese Weise, wie in dem Fall mit der ersten Ausführungsform, ist es möglich, zu vermeiden, dass die Erzeugung der Blasen 14e durch den Blasengenerator 22 unnötigerweise fortgesetzt wird, nachdem das Thermosiphonphänomen gestartet ist. Das gleiche gilt für die zweite Ausführungsform.
(11) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen kühlt der Gerätetemperaturregler 10 die Batterie 12, um die Temperatur der Batterie 12 zu regulieren, und dem Gerätetemperaturregler 10 ist es ermöglicht, nicht lediglich solch eine Kühlfunktion, sondern auch eine Heizfunktion eines Heizens der Batterie 12 zu haben.
(12) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt ist, ist der Blasengenerator 22 an der unteren Wand des Batteriekühlers 14 vorgesehen, sondern ist in der Lage, an dem anderen Abschnitt vorgesehen zu sein, wie zum Beispiel einer Seitenwand des Batteriekühlers 14.
(13) In den vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen, wie in 1 gezeigt ist, ist der Blasengenerator 22 auf der Außenseite des Batteriekühlers 14 vorgesehen, jedoch ist dies ein Beispiel. Zum Beispiel, wie in 11 gezeigt ist, ist es dem Blasengenerator 22 ermöglicht, in dem Batteriekühler 14 vorgesehen zu sein. In diesem Fall ist es möglich, den Blasengenerator 22 anzuordnen, um das Flüssigphasenkältemittel in dem Batteriekühler 14 leichter zu veranlassen, die Blasen 14 zu erzeugen, wenn verglichen mit einem Fall, in dem der Blasengenerator 22 auf der Außenseite des Batteriekühlers 14 vorgesehen ist. In dem in 11 gezeigten Beispiel ist der Blasengenerator 22 an einem Bodenabschnitt der Kühlkammer 14a angeordnet.
(14) In dem vorangehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen ist die Verarbeitung von jedem Schritt von dem Flussdiagramm, das in 2 und 6 gezeigt ist, durch ein Computerprogramm realisiert, jedoch ist es erlaubt, durch eine festverdrahtete Schaltung gestaltet zu sein.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern umfasst ebenfalls verschiedene Modifikationen und Transformationen innerhalb eines Äquivalenten Schutzumfangs. Darüber hinaus sind die oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen nicht unabhängig voneinander, sondern können gegebenenfalls miteinander kombiniert werden, es sei denn, eine Kombination von ihnen ist eindeutig unmöglich.
Darüber hinaus sind in dem oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen natürlich nicht unbedingt Elemente erforderlich, die die Ausführungsform konfigurieren, es sei denn, die Elemente sind als besonders wesentlich bezeichnet und die Elemente sind Grundsätzlich eindeutig wesentlich. Darüber hinaus sind in den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen, in einem Fall, in dem sich Zahlenwerte, wie eine Zahl, ein Zahlenwert, ein Betrag und ein Bereich des Bestandteilelementes bzw. konstituierenden Elements der Ausführungsform beziehen, die Zahlenwerte nicht auf die angegebenen Zahlenwerte beschränkt, es sei denn, die Zahlenwerte sind als besonders wesentlich bezeichnet, oder die Zahlenwerte sind grundsätzlich eindeutig auf die angegebenen Zahlen beschränkt.
Noch weiter, in den jeweiligen vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, wenn auf ein Material, eine Form und eine Positionsbeziehung des Bestandteilelements oder dergleichen Bezug genommen wird, sind das Material, die Form und die Positionsbeziehung nicht auf das spezifizierte Material, die spezifizierte Form und die spezifizierte Positionsbeziehung beschränkt, es sei denn, das Material, die Form und die Positionsbeziehung sind als besonders wesentlich spezifiziert oder außer wenn das Material, die Form und die Positionsbeziehung auf ein spezifiziertes Material, eine spezifizierte Form und eine spezifizierte Positionsbeziehung im Prinzip beschränkt sind.
(Zusammenfassung)
Gemäß einem ersten Aspekt, der in einem Teil oder allen von den Ausführungsformen gezeigt ist, die vorangehend beschrieben sind, ist ein Gerätetemperaturregler mit einem Blasengenerator vorgesehen, der die Blasen in dem Arbeitsfluid erzeugt, das sich in einem Wärmeabsorber sammelt und die flüssige Phase hat. Dann in einem Fall, in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids, das in dem Fluidzirkulationskreislauf zirkuliert, die spezifizierte Strömungsrate oder geringer ist, veranlasst das Steuergerät des Gerätetemperaturreglers den Blasengenerator, die Blasen zu erzeugen.
Ferner, gemäß einem zweiten Aspekt, in einem Fall, in dem die vorbestimmte Vorbedingung erfüllt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids die spezifizierte Strömungsrate oder weniger ist, veranlasst das Steuergerät den Blasengenerator, die Blasen zu erzeugen. Ferner, gemäß einem dritten Aspekt, in einem Fall, in dem die Vorbedingung, die vorangehend beschrieben ist, erfüllt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids die spezifizierte Strömungsrate oder weniger ist, veranlasst das Steuergerät den Blasengenerator, die Blasen vorübergehend bzw. zeitweilig zu erzeugen. Dementsprechend kann die Erzeugung der Blasen durch den Blasengenerator als ein Auslöser verwendet werden, um ein Zirkulieren des Arbeitsfluids in dem Fluidzirkulationskreislauf zu beginnen. Kurz gesagt kann der Blasengenerator als eine Aktivierungsvorrichtung verwendet werden, um ein Zirkulieren des Arbeitsfluids zu beginnen. Es ist möglich, zu vermeiden, dass die Erzeugung der Blasen durch den Blasengenerator unnötigerweise fortgesetzt wird, nachdem das Arbeitsfluid beginnt zu zirkulieren.
Ferner, gemäß einem vierten Aspekt, in einem Fall, in dem das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, ein Erzeugen der Blasen zu starten, und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids mehr als die spezifizierte Zirkulationsströmungsrate wird, stoppt das Steuergerät ein Erzeugen der Blasen durch den Blasengenerator, um dadurch den Blasengenerator zu veranlassen, die Blasen vorübergehend zu Erzeugen. Dementsprechend ist es möglich, zu vermeiden, dass die Erzeugung der Blasen durch den Blasengenerator unnötigerweise fortgesetzt wird, nachdem das Arbeitsfluid beginnt zu zirkulieren.
Ferner, gemäß einem fünften Aspekt, in einem Fall, in dem die spezifizierte Zeit verstreicht, nachdem das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, ein Erzeugen der Blasen zu starten, stoppt das Steuergerät die Erzeugung der Blasen durch den Blasengenerator, um dadurch den Blasengenerator zu veranlassen, die Blasen vorübergehend zu erzeugen. Dementsprechend ist es auch auf diese Weise möglich, zu vermeiden, dass die Erzeugung der Blasen durch den Blasengenerator unnötigerweise fortgesetzt wird, nachdem das Arbeitsfluid beginnt zu zirkulieren.
Ferner, gemäß einem sechsten Aspekt, ist der Fall, in dem die vorangehend beschriebene Vorbedingung erfüllt ist, ein Fall, in dem der Wärmeabsorber um den spezifizierten Winkel oder mehr hinsichtlich der vorbestimmten Referenzstellung geneigt ist. Dementsprechend, selbst in einem Zustand, in dem der Wärmeabsorber geneigt ist, kann die Erzeugung der Blasen in dem Wärmeabsorber die Flüssigkeitsoberfläche in dem Wärmeabsorber nach oben drücken und kann das Arbeitsfluid der flüssigen Phase veranlassen, zu der Gesamtheit in dem Wärmeabsorber hin zu strömen. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Temperatur der Gesamtheit der Zielvorrichtung ausreichend auszugleichen.
Ferner, gemäß einem siebten Aspekt, ist der Fall, in dem die vorangehend beschriebene Vorbedingung erfüllt ist, ein Fall, in dem die Temperatur der Zielvorrichtung der spezifizierte Temperaturschwellenwert oder mehr wird. Dementsprechend kann gemäß der Notwendigkeit eines Kühlens der Zielvorrichtung mit der Erzeugung der Blasen, die von dem Blasengenerator erzeugt werden, als einen Auslöser das Sieden des Arbeitsfluids in dem Wärmeabsorber beschleunigt werden.
Ferner, gemäß einem achten Aspekt ist der Blasengenerator an einer Position angeordnet, die näher an dem Einströmanschluss als an dem Ausströmanschluss des Wärmeabsorbers ist. Im vorliegenden Fall, selbst wenn die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids nahe dem Einströmanschluss des Wärmeabsorbers die spezifizierte Strömungsrate oder weniger ist, kehrt die kondensierte Flüssigkeit von dem Wärmeradiator in einigen Fällen geringfügig zu dem Wärmeabsorber zurück, und in diesem Fall verdampft die kondensierte Flüssigkeit, die zurückkehrt, um dadurch die Zielvorrichtung zu kühlen. Dementsprechend wird in dem Fall, in dem angenommen wird, dass zum Beispiel der Wärmeabsorber geneigt ist, um dadurch das Arbeitsfluid der Gasphase zu veranlassen, sich ungleichmäßig auf der Seite des Ausströmanschlusses oder auf der Seite des Einströmanschlusses in dem Wärmeabsorber zu sammeln, ein Vorteil eines Startens der Zirkulation des Arbeitsfluids in einem Fall größer, in dem das Arbeitsfluid der Gasphase sich ungleichmäßig auf der Seite des Ausströmanschlusses sammelt, als in einem Fall, in dem sich das Arbeitsfluid der Gasphase ungleichmäßig auf der Seite des Einströmanschlusses sammelt. Dann ist der Fall, in dem das Arbeitsfluid der Gasphase sich ungleichmäßig auf der Seite des Ausströmanschlusses sammelt, mit anderen Worten ein Fall, in dem sich das Arbeitsfluid der flüssigen Phase ungleichmäßig auf der Seite des Einströmanschlusses sammelt. Daher kann der Blasengenerator an einer Position angeordnet werden, in der der Blasenerzeugungsbetrieb leicht auf das Arbeitsfluid der flüssigen Phase in der Situation angewendet werden kann, in der der Vorteil eines Startens der Zirkulation des Arbeitsfluids groß wird, das heißt an einer Position nahe dem Einströmanschluss.
Ferner ist gemäß einem neunten Aspekt der Blasengenerator in dem Wärmeabsorber vorgesehen. Dementsprechend kann der Blasengenerator angeordnet werden, um das Arbeitsfluid der flüssigen Phase in dem Wärmeabsorber leicht zu veranlassen, die Blasen zu erzeugen, wenn verglichen mit einem Fall, in dem der Blasengenerator auf der Außenseite des Wärmeabsorbers vorgesehen ist.
Weiterhin beinhaltet der vordere Durchgangsteil gemäß einem zehnten Aspekt den Blasenerzeugungsanordnungsteil, in dem der Blasengenerator vorgesehen ist, und den unteren Anordnungsteil, der niedriger angeordnet ist als der Blasenerzeugungsanordnungsteil. Dann wird der untere Anordnungsteil näher an der Wärmestrahlerseite angeordnet als der Blasenerzeugungsanordnungsteil in einem Arbeitsfluidstrom bzw. einer Arbeitsfluidströmung des vorderen Strömungsdurchgangs. Durch die Anordnung des Blasengenerators an einem anderen Abschnitt als dem Wärmeabsorber ist es also möglich, die Blasen in dem Arbeitsfluid zu erzeugen, das sich im Wärmeabsorber sammelt und die flüssige Phase hat. Dann ist es möglich, zu verhindern, dass die Blasen, die im Blasenerzeugungsanordnungsteil durch den Blasengenerator erzeugt werden, im vorderen Strömungsdurchgang zur Wärmestrahlerseite hin strömen, das heißt die Blasen im Vorwärtsströmungsdurchgang nach hinten strömen.
Ferner, gemäß einem elften Aspekt weist der Vorwärtsdurchgangsteil den Blasenerzeugungsanordnungsteil auf, in dem der Blasengenerator vorgesehen ist, und das Absperrventil, das der Arbeitsfluidströmung zu dem Wärmeabsorber von dem Wärmeradiator ermöglicht und die Arbeitsfluidströmung unterdrückt, nach hinten zu strömen. Das Absperrventil ist näher an der Wärmeradiatorseite als der Blasenerzeugungsanordnungsteil angeordnet in der Arbeitsfluidströmung in dem Vorwärtsströmungsdurchgang. Dementsprechend ist es durch ein Anordnen des Blasengenerators an einem Abschnitt verschieden zu einem Wärmeabsorber möglich, die Blasen in dem Arbeitsfluid zu erzeugen, das sich in dem Wärmeabsorber sammelt und die flüssige Phase hat. Dann ist es möglich, zu verhindern, dass die Blasen, die in dem Blasenerzeugungsanordnungsteil von dem Blasengenerator erzeugt werden, zu der Wärmestrahlerseite im Vorwärtsströmungsdurchgang strömen.
Ferner, gemäß einem zwölften Aspekt erwärmt der Blasengenerator das Arbeitsfluid der flüssigen Phase, um dadurch die Blasen zu erzeugen. Dementsprechend kann zum Beispiel eine Heizeinrichtung zum Heizen des Arbeitsfluids der flüssigen Phase zum Kühlen der Zielvorrichtung verwendet werden, die das Sieden des Arbeitsfluids verwendet.
Ferner, gemäß einem dreizehnten Aspekt wendet der Blasengenerator die Ultraschallvibration auf das Arbeitsfluid der flüssigen Phase an. Dementsprechend kann die Zielvorrichtung je nach Bedarf gekühlt werden ohne das Arbeitsfluid in dem Wärmeabsorber auf zu wärmen.
Ferner, gemäß einem vierzehnten Aspekt, ist der Gerätetemperaturregler mit dem Blasengenerator versehen, der die Blasen in dem Arbeitsfluid erzeugt, das in dem Wärmeabsorber gesammelt ist und die flüssige Phase hat. Dann veranlasst das Steuergerät des Gerätetemperaturreglers den Blasengenerator, die Blasen zu erzeugen, wenn ein Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite des Arbeitsfluids des Wärmeabsorbers die flüssige Phase ist und ein Abschnitt bzw. ein Teil auf der stromabwärtigen Seite des Arbeitsfluids des Wärmeabsorbers die Gasphase ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016 [0001]
JP 176784 [0001]
JP 2015041418 [0005]

Claims

Gerätetemperaturregler, in dem ein Arbeitsfluid zirkuliert und der eine Temperatur einer Zielvorrichtung (12) durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase des Arbeitsfluids reguliert, wobei der Gerätetemperaturregler folgendes aufweist: einen Wärmeabsorber (14), der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme von der Zielvorrichtung zu absorbieren, um so das Arbeitsfluid zu verdampfen; einen Wärmestrahler (16), der über dem Wärmeabsorber angeordnet ist und der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme abzustrahlen, um das Arbeitsfluid zu kondensieren; einen Vorwärtsdurchgangsteil (18), in dem ein Vorwärtsströmungsdurchgang (18a) ausgebildet ist, wobei der Vorwärtsströmungsdurchgang das Arbeitsfluid veranlasst, von dem Wärmestrahler zu dem Wärmeabsorber zu strömen; einen Rückwärtsdurchgangsteil (20), in dem ein Rückwärtsströmungsdurchgang (20a) ausgebildet ist, wobei der Rückwärtsströmungsdurchgang das Arbeitsfluid veranlasst, von dem Wärmeabsorber zu dem Wärmestrahler zu strömen; einen Blasengenerator (22), der eine Blase (14e) in dem Arbeitsfluid erzeugt, das sich in dem Wärmeabsorber sammelt und die flüssige Phase hat; und ein Steuergerät (24), das gestaltet ist, um den Blasengenerator zu veranlassen, die Blase zu erzeugen, wenn eine Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids, das in einem Fluidzirkulationskreislauf (26) zirkuliert, der aus dem Wärmestrahler, dem Vorwärtsdurchgangsteil, dem Wärmeabsorber und dem Rückwärtsdurchgangsteil gestaltet ist, eine spezifizierte Strömungsrate (Q1) oder weniger ist.
Gerätetemperaturregler nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, die Blase in einem Fall zu erzeugen, in dem eine vorbestimmte Vorbedingung erfüllt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluid die spezifizierte Strömungsrate ist.
Gerätetemperaturregler nach Anspruch 2, wobei das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, die Blase vorübergehend in einem Fall zu erzeugen, in dem die Vorbedingung erfüllt ist und in dem die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids die spezifizierte Strömungsrate oder weniger ist.
Gerätetemperaturregler nach Anspruch 3, wobei dann, wenn die Zirkulationsströmungsrate des Arbeitsfluids mehr als die spezifizierte Strömungsrate in einem Fall wird, in dem das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, ein Erzeugen der Blase zu starten, das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, ein Erzeugen der Blase zu stoppen, um den Blasengenerator zu veranlassen, die Blase vorübergehend zu erzeugen.
Gerätetemperaturregler nach Anspruch 3, wobei dann, wenn eine vorbestimmte Zeit verstreicht, nachdem die Blase beginnt, erzeugt zu werden, in einem Fall, in dem das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, ein Erzeugen der Blase zu starten, das Steuergerät den Blasengenerator veranlasst, ein Erzeugen der Blase zu stoppen, um den Blasengenerator zu veranlassen, die Blase vorübergehend zu erzeugen.
Gerätetemperaturregler nach einem vom Ansprüchen 2 bis 5, wobei der Fall, in dem die Vorbedingung erfüllt ist, ein Fall ist, in dem der Wärmeabsorber um einen spezifizierten Winkel (AG1) oder mehr hinsichtlich einer vorbestimmten Referenzstellung geneigt ist.
Gerätetemperaturregler nach einem von Ansprüchen 2 bis 5, wobei der Fall, in dem die Vorbedingung erfüllt ist, ein Fall ist, in dem die Temperatur der Zielvorrichtung ein spezifizierten Temperaturschwellenwert (TP1) oder mehr wird.
Gerätetemperaturregler nach einem von Ansprüchen 1 bis 7, wobei der Wärmeabsorber mit einem Einströmanschluss (14b), der den Vorwärtsströmungsdurchgang veranlasst, mit einem Inneren des Wärmeabsorbers in Verbindung zu stehen, und einen Ausströmanschluss (14c) versehen ist, der den Rückwärtsströmungsdurchgang veranlasst, mit dem Inneren des Wärmeabsorbers in Verbindung zu stehen, und der Blasengenerator an einer Position näher an dem Einströmanschluss als dem Ausströmanschluss des Wärmeabsorbers angeordnet ist.
Gerätetemperaturregler nach Anspruch 8, wobei der Blasengenerator in dem Wärmeabsorber vorgesehen ist.
Gerätetemperaturregler nach einem von Ansprüchen 1 bis 7, wobei der Vorwärtsdurchgangsteil einen Blasenerzeugungsanordnungsteil (181), in dem der Blasengenerator vorgesehen ist, und einen unteren Anordnungsteil (182) aufweiset, der unterhalb des Blasenerzeugungsanordnungsteil angeordnet ist, und der untere Anordnungsteil näher auf einer Seite des Wärmestrahlers als der Blasenerzeugungsanordnungsteil in einer Arbeitsfluidströmung in dem Vorwärtsströmungsdurchgang angeordnet ist.
Gerätetemperaturregler nach einem von Ansprüchen 1 bis 7, wobei der Vorwärtsdurchgangsteil einen Blasenerzeugungsanordnungsteil (181), in dem der Blasengenerator vorgesehen ist, und ein Absperrventil (183) aufweist, das dem Arbeitsfluid ermöglich, von dem Wärmestrahler zu dem Wärmeabsorber zu strömen, während es das Arbeitsfluid daran hindert, rückwärts zu strömen, und das Absperrventil näher auf einer Seite des Wärmestrahlers als der Blasenerzeugungsanordnungsteil in einer Arbeitsfluidströmung in dem Vorwärtsströmungsdurchgang angeordnet ist.
Gerätetemperaturregler nach einem von Ansprüchen 1 bis 11, wobei der Blasengenerator das Arbeitsfluid der flüssigen Phase erwärmt, um die Blase zu erzeugen.
Gerätetemperaturregler nach einem von Ansprüchen 1 bis 13, wobei der Blasengenerator eine Ultraschallvibration auf das Arbeitsfluid der flüssigen Phase aufbringt, um die Blase zu erzeugen.
Gerätetemperaturregler, in dem ein Arbeitsfluid zirkuliert und der eine Temperatur einer Zielvorrichtung (12) durch einen Phasenwechsel zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase des Arbeitsfluids reguliert, wobei der Gerätetemperaturregler folgendes aufweist: einen Wärmeabsorber (14), der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme von der Zielvorrichtung zu absorbieren, um so das Arbeitsfluid zu verdampfen; einen Wärmestrahler (16), der über dem Wärmeabsorber angeordnet ist und der das Arbeitsfluid veranlasst, Wärme abzustrahlen, um so das Arbeitsfluid zu kondensieren; einen Vorwärtsdurchgangsteil (18), in dem ein Vorwärtsströmungsdurchgang (18a) ausgebildet ist, wobei der Vorwärtsströmungsdurchgang das Arbeitsfluid veranlasst, von dem Wärmestrahler zu dem Wärmeabsorber zu strömen; einen Rückwärtsdurchgangsteil (20), in dem ein Rückwärtsströmungsdurchgang (20a) ausgebildet ist, wobei der Rückwärtsströmungsdurchgang das Arbeitsfluid veranlasst, von dem Wärmeabsorber zu dem Wärmestrahler zu strömen; einen Blasengenerator (22), der eine Blase (14e) in dem Arbeitsfluid erzeugt, das sich in dem Wärmeabsorber sammelt und die flüssige Phase hat, und ein Steuergerät (24), das gestaltet ist, um den Blasengenerator zu veranlassen, die Blase zu erzeugen, wenn ein Teil des Arbeitsfluids auf einer stromaufwärtigen Seite des Wärmeabsorbers die flüssige Phase hat und ein Teil des Arbeitsfluids auf der stromabwärtigen Seite des Wärmeabsorbers die Gasphase hat.