DE112018001381T5 - Vorrichtungstemperaturregler - Google Patents

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Masayuki Takeuchi
Yasumitsu Omi
Takeshi Yoshinori
Koji Miura
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Abstract

Ein Vorrichtungswärmetauscher (10) kann Wärme zwischen einer Zielvorrichtung und einem Arbeitsfluid austauschen. Ein oberer Verbindungsabschnitt (15) ist in einem Abschnitt an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers (10) vorgesehen, während ein unterer Verbindungsabschnitt (16) an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers (10) vorgesehen ist. Ein Kondensator (30) kann oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers (10) in der Schwerkraftrichtung angeordnet sein. Ein Gasphasendurchgang (50) verbindet den Kondensator (30) mit dem oberen Verbindungsabschnitt (15), und ein Flüssigphasendurchgang (40) verbindet den Kondensator (30) mit dem unteren Verbindungsabschnitt (16). Der Fluiddurchgang (60) verbindet den oberen Verbindungsabschnitt (15) des Vorrichtungswärmetauschers (10) mit dem unteren Verbindungsabschnitt (16) des Vorrichtungswärmetauschers (10), ohne den Kondensator (30) auf einer Route des Fluiddurchgangs zu haben. Ein Erwärmungsabschnitt (61) kann das Flüssigphasenarbeitsfluid erwärmen, das durch den Fluiddurchgang (60) hindurchströmt. Eine Steuerungseinrichtung (5) betreibt den Erwärmungsabschnitt (61), wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird, und stoppt einen Betrieb des Erwärmungsabschnitts (61), wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird.

Description

  • QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen Nr. 2017-051489 , die am 16. März 2017 eingereicht wurde, Nr. 2017-1222811, die am 22. Juni 2017 eingereicht wurde, Nr. 2017-136552, die am 12. Juli 2017 eingereicht wurde, und Nr. 2017-235120, die am 7. Dezember 2017 eingereicht wurde, wobei deren Inhalte hierin durch Bezugnahme in deren Gesamtheit aufgenommen sind.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Vorrichtungstemperaturregler, der die Temperatur einer Zielvorrichtung regelt.
  • HINTERGRUND
  • Herkömmlich ist ein Vorrichtungstemperaturregler bekannt, der die Temperatur einer Zielvorrichtung unter Verwendung eines Schleifenthermosiphonsystems regelt.
  • Ein Vorrichtungstemperaturregler, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, hat: einen Vorrichtungswärmetauscher, der Wärme zwischen einer zusammengebauten Batterie als einer Zielvorrichtung und einem Arbeitsfluid tauscht; einen Kondensator, der oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers in der Schwerkraftrichtung angeordnet ist; und einen Gasphasendurchgang und einen Flüssigphasendurchgang, von denen jeder den Vorrichtungswärmetauscher und den Kondensator verbindet. Darüber hinaus hat der Vorrichtungstemperaturregler auch einen Erwärmungsabschnitt, der das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers erwärmen kann.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, wenn die zusammengebaute Batterie gekühlt wird, absorbiert das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers Wärme von der zusammengebauten Batterie, um zu verdampfen, und strömt dann in den Kondensator durch den Gasphasendurchgang hindurch. Das Flüssigphasenarbeitsfluid, das in dem Kondensator kondensiert worden ist, strömt in den Vorrichtungswärmetauscher durch den Flüssigphasendurchgang. In dieser Weise ist der Vorrichtungstemperaturregler gestaltet, um die zusammengebaute Batterie durch die Zirkulation des Arbeitsfluids zu kühlen.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, erwärmt das Arbeitsfluid durch den Erwärmungsabschnitt, der im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen ist, wenn die zusammengebaute Batterie erwärmt wird. Das erwärmte Arbeitsfluid wird im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers verdampft und anschließend durch Ableiten seiner Wärme in die zusammengebaute Batterie kondensiert. In dieser Weise ist der Vorrichtungstemperaturregler gestaltet, um die zusammengebaute Batterie durch die Phasenänderung des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers zu erwärmen.
  • [Dokumente des Stands der Technik]
  • [Patentdokument]
  • Patentdokument 1: JP-A-2015-41418
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch ist der Vorrichtungstemperaturregler, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, mit dem Erwärmungsabschnitt im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers versehen. Aufgrund dieser Gestaltung wird, wenn die zusammengebaute Batterie aufgewärmt wird, das Arbeitsfluid, das in der Nähe des Erwärmungsabschnitts gelegen ist, in dem Inneren des Vorrichtungswärmetauschers lokal verdampft, während das Arbeitsfluid, das von dem Erwärmungsabschnitt entfernt gelegen ist, in einigen Fällen nicht erwärmt werden kann. Somit werden in diesem Vorrichtungstemperaturregler Variationen der Temperatur des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers signifikant, so dass der Vorrichtungstemperaturregler eine Schwierigkeit beim gleichmäßigen Aufwärmen der zusammengebauten Batterie hat. Demzufolge kann es sein, dass einige Batteriezellen, die die zusammengebaute Batterie bilden, nicht in ausreichender Weise aufgewärmt werden können, was zu einer verschlechterten Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie führt und dadurch zu der Verschlechterung oder zum Bruch der zusammengebauten Batterie führt.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, treten eine Verdampfung und Kondensation des Arbeitsfluids nur im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers auf, wenn die zusammengebaute Batterie aufgewärmt wird. Das heißt, das Arbeitsfluid, das verdampft, indem es in dem Erwärmungsabschnitt im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers erwärmt wird, strömt in der Schwerkraftrichtung nach oben und dann strömt das Arbeitsfluid, das durch Ableiten von Wärme in die zusammengebaute Batterie kondensiert worden ist, nach unten in der Schwerkraftrichtung. Deshalb, da bewirkt wird, dass das Flüssigphasenarbeitsfluid und das Gasphasenarbeitsfluid zueinander zugewandt strömen, kann die Zirkulation des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers gehemmt sein, so dass die Aufwärmeffizienz der zusammengebauten Batterie verschlechtert ist. Die vorstehend genannten Probleme sind nicht auf den Fall beschränkt, in dem die Zielvorrichtung die zusammengebaute Batterie ist, und es wird angenommen, dass diese in der gleichen Weise in anderen Vorrichtungen auftreten.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Vorrichtungstemperaturregler vorzusehen, der eine Temperatur einer Zielvorrichtung mit einer hohen Effizienz regeln kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Vorrichtungstemperaturregler gestaltet, um eine Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids zu regeln. Der Vorrichtungstemperaturregler hat:
    • einen Vorrichtungswärmetauscher, der gestaltet ist, um in der Lage zu sein, eine Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart auszutauschen, dass das Arbeitsfluid verdampft, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird;
    • einen oberen Verbindungsabschnitt, in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der obere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung vorgesehen ist;
    • einen unteren Verbindungsabschnitt, in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der untere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer Position niedriger als der obere Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung vorgesehen ist,
    • einen Kondensator, der oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers in der Schwerkraftrichtung angeordnet ist, wobei der Kondensator gestaltet ist, um das Arbeitsfluid durch Ableiten von Wärme von dem Arbeitsfluid zu kondensieren, das durch den Vorrichtungswärmetauscher verdampft worden ist;
    • einen Gasphasendurchgang, der einen Einströmanschluss, durch den ein Gasphasenarbeitsfluid in den Kondensator strömt, mit dem oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet;
    • einen Flüssigphasendurchgang, der einen Ausströmanschluss, durch den ein Flüssigphasenarbeitsfluid von dem Kondensator strömt, mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet;
    • einen Fluiddurchgang, der den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet, ohne den Kondensator an einer Route des Fluiddurchgangs zu haben;
    • einen Erwärmungsabschnitt, der in der Lage ist, das Flüssigphasenarbeitsfluid zu erwärmen, das durch den Fluiddurchgang strömt; und
    • eine Steuerungseinrichtung, die gestaltet ist, um den Erwärmungsabschnitt zu betreiben, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird, und um einen Betrieb des Erwärmungsabschnitts zu stoppen, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird.
  • Somit strömt das Arbeitsfluid, das in dem Kondensator kondensiert worden ist, von dem unteren Verbindungsabschnitt in den Vorrichtungswärmetauscher durch den Flüssigphasendurchgang durch sein Eigengewicht, wenn der Betrieb des Erwärmungsabschnitts gestoppt ist. Das Arbeitsfluid absorbiert Wärme von der Zielvorrichtung und verdampft innerhalb des Vorrichtungswärmetauschers. Das Arbeitsfluid, das in die Gasphase gebracht worden ist, strömt von dem oberen Verbindungsabschnitt zu dem Kondensator durch den Gasphasendurchgang. Das Arbeitsfluid wird wieder in dem Kondensator kondensiert und strömt in den Vorrichtungswärmetauscher durch den Flüssigphasendurchgang. Durch solch eine Zirkulation des Arbeitsfluids kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung kühlen.
  • Wenn der Erwärmungsabschnitt in Betrieb ist, verdampft das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang, um von dem oberen Verbindungsabschnitt in den Vorrichtungswärmetauscher zu strömen. Das Gasphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher leitet Wärme in die Zielvorrichtung ab, um kondensiert zu werden. Das Arbeitsfluid, das in die flüssige Phase gebracht worden ist, strömt von dem unteren Verbindungsabschnitt zu dem Fluiddurchgang. Das Arbeitsfluid wird durch den Erwärmungsabschnitt erwärmt, um in dem Fluiddurchgang wieder zu verdampfen, und strömt dann in den Vorrichtungswärmetauscher. Durch solch eine Zirkulation des Arbeitsfluids kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung aufwärmen.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler ist gestaltet, um das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang, der außerhalb des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen ist, durch Verwendung des Erwärmungsabschnitts zu erwärmen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Somit wird der Dampf des Arbeitsfluids, das in dem Fluiddurchgang verdampft worden ist, zu dem Vorrichtungswärmetauscher zugeführt, so dass Variationen der Dampftemperatur des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers unterdrückt werden können. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung gleichmäßig aufwärmen. Demzufolge kann, wenn die Zielvorrichtung eine zusammengebaute Batterie ist, der Vorrichtungstemperaturregler die Verschlechterung der Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie verhindern und kann auch die Verschlechterung und das Brechen der zusammengebauten Batterie unterdrücken.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Kondensator zu dem Flüssigphasendurchgang, dem unteren Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem oberen Verbindungsabschnitt, dem Gasphasendurchgang und dem Kondensator in dieser Reihenfolge. Wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang zu dem oberen Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem unteren Verbindungsabschnitt und dem Fluiddurchgang in dieser Reihenfolge. Das heißt, der Vorrichtungstemperaturregler bildet einen schleifenförmigen Strömungsdurchgang, durch den das Arbeitsfluid hindurchströmt, wenn die Zielvorrichtung entweder gekühlt oder aufgewärmt wird. Demzufolge wird verhindert, dass das Flüssigphasenarbeitsfluid und das Gasphasenfluid durch einen Strömungsdurchgang hindurch strömen, während sie zueinander zugewandt sind. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler das Aufwärmen und Kühlen der Zielvorrichtung mit einer hohen Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler ist ein Raum zum Vorsehen des Erwärmungsabschnitts in der Höhenrichtung des Fluiddurchgangs gewährleistet, der den oberen Verbindungsabschnitt und den unteren Verbindungsabschnitt in dem Vorrichtungswärmetauscher verbindet, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, den Erwärmungsabschnitt oder dergleichen unter dem Vorrichtungswärmetauscher vorzusehen. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler seine Montierbarkeit an einem Fahrzeug verbessern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Vorrichtungstemperaturregler gestaltet, um eine Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids zu regeln. Der Vorrichtungstemperaturregler hat:
    • einen Vorrichtungswärmetauscher, der gestaltet ist, um in der Lage zu sein, Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart auszutauschen, dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird;
    • einen oberen Verbindungsabschnitt, in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der obere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen ist;
    • einen unteren Verbindungsabschnitt, in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der untere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer Position vorgesehen ist, die niedriger ist als der obere Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung;
    • einen Fluiddurchgang, der den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet;
    • einen Erwärmungsabschnitt, der gestaltet ist, um in der Lage zu sein, das Flüssigphasenarbeitsfluid aufzuwärmen, das durch den Fluiddurchgang strömt; und
    • eine Steuerungseinrichtung, die gestaltet ist, um den Erwärmungsabschnitt zu betreiben, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler ist gestaltet, um das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang, der außerhalb des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen ist, durch Verwenden des Erwärmungsabschnitts zu erwärmen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Somit wird der Dampf des Arbeitsfluids, das in dem Fluiddurchgang verdampft ist, zu dem Vorrichtungswärmetauscher zugeführt, so dass Variationen der Dampftemperatur des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers unterdrückt werden können. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung gleichmäßig aufwärmen. Wenn demzufolge die Zielvorrichtung eine zusammengebaute Batterie ist, kann der Vorrichtungstemperaturregler die Verschlechterung der Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie verhindern und kann auch die Verschlechterung und das Brechen der zusammengebauten Batterie unterdrücken.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang zu dem oberen Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem unteren Verbindungsabschnitt und dem Fluiddurchgang in dieser Reihenfolge. Das heißt, der Vorrichtungstemperaturregler bildet einen schleifenförmigen Strömungsdurchgang aus, durch den hindurch das Arbeitsfluid strömt, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Demzufolge wird verhindert, dass das Flüssigphasenarbeitsfluid und das Gasphasenarbeitsfluid durch einen Strömungsdurchgang hindurch strömen, während sie zueinander zugewandt sind. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler das Aufwärmen der Zielvorrichtung mit einer hohen Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler ist ein Raum zum Vorsehen des Erwärmungsabschnitts in der Höhenrichtung des Fluiddurchgangs gewährleistet, der den oberen Verbindungsabschnitt und den unteren Verbindungsabschnitt in dem Vorrichtungswärmetauscher verbindet, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, den Erwärmungsabschnitt oder dergleichen unter dem Vorrichtungswärmetauscher vorzusehen. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler seine Montierbarkeit an einem Fahrzeug verbessern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Vorrichtungstemperaturregler gestaltet, um eine Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids zu regeln. Der Vorrichtungstemperaturregler hat:
    • einen Vorrichtungswärmetauscher, der gestaltet ist, um in der Lage zu sein, Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart auszutauschen, dass das Arbeitsfluid verdampft, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird;
    • einen oberen Verbindungsabschnitt, in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der obere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung vorgesehen ist;
    • einen unteren Verbindungsabschnitt, in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der untere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer Position vorgesehen ist, die niedriger als der obere Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung ist;
    • einen Fluiddurchgang, der den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet; und
    • ein Wärmezufuhrbauteil, das in dem Fluiddurchgang an einer Position in einer Höhenrichtung vorgesehen ist, die eine Höhe eines Flüssigkeitsniveaus des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers überlappt, wobei das Wärmezufuhrbauteil in der Lage ist, kalte Wärme oder heiße Wärme wahlweise zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt.
  • Somit kann der Vorrichtungstemperaturregler sowohl ein Aufwärmen als auch ein Kühlen der Zielvorrichtung durch wahlweises Zuführen der kalten Wärme oder der heißen Wärme zu dem Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt, unter Verwendung des Wärmezufuhrbauteils durchführen. Deshalb können eine Größe, ein Gewicht und Kosten des Vorrichtungstemperaturreglers durch Verringern der Anzahl von Teilen in diesem und Vereinfachen der Gestaltung von Rohren und dergleichen verringert werden.
  • Im Speziellen wird in dem Vorrichtungstemperaturregler das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang kondensiert, wenn die kalte Wärme von dem Wärmezufuhrbauteil zu dem Arbeitsfluid zugeführt wird, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt, während die Zielvorrichtung gekühlt wird. Dann strömt das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Fluiddurchgang von dem unteren Verbindungsabschnitt in den Vorrichtungswärmetauscher aufgrund einer Kopfdifferenz zwischen dem Flüssigphasenarbeitsfluid, das in dem Fluiddurchgang kondensiert worden ist, und dem Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher. Das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers absorbiert Wärme von der Zielvorrichtung, um zu verdampfen, und dann strömt das Arbeitsfluid, das in die Gasphase gebracht worden ist, von dem oberen Verbindungsabschnitt zu dem Fluiddurchgang. Das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang wird durch das Wärmezufuhrbauteil gekühlt und wieder kondensiert und strömt dann von dem unteren Verbindungsabschnitt in den Vorrichtungswärmetauscher. Durch solche eine Zirkulation des Arbeitsfluids kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung kühlen.
  • Das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang verdampft, um von dem oberen Verbindungsabschnitt in den Vorrichtungswärmetauscher zu strömen, wenn die heiße Wärme von dem Wärmezufuhrbauteil zu dem Arbeitsfluid zugeführt wird, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt, während die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Das Gasphasenarbeitsfluid leitet Wärme in die Zielvorrichtung ab, um innerhalb des Vorrichtungswärmetauschers kondensiert zu werden. Das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher strömt von dem unteren Verbindungsabschnitt zu dem Fluiddurchgang aufgrund einer Kopfdifferenz zwischen dem Flüssigphasenarbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher kondensiert, und dem Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Fluiddurchgang. Das Arbeitsfluid wird durch das Wärmezufuhrbauteil erwärmt, um in dem Fluiddurchgang wieder zu verdampfen, und strömt dann in den Vorrichtungswärmetauscher. Durch solch eine Zirkulation des Arbeitsfluids kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung aufwärmen.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler ist gestaltet, um das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang, der außerhalb des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen ist, durch Verwenden des Wärmezufuhrbauteils zu erwärmen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Aufgrund dieser Gestaltung wird der Dampf des Arbeitsfluids, das in dem Fluiddurchgang verdampft ist, zu dem Vorrichtungswärmetauscher zugeführt, so dass Variationen der Dampftemperatur des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers unterdrückt werden. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler die Zielvorrichtung gleichmäßig aufwärmen. Demzufolge kann, wenn die Zielvorrichtung eine zusammengebaute Batterie ist, der Vorrichtungstemperaturregler die Verschlechterung der Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie verhindern und kann auch die Verschlechterung und das Brechen der zusammengebauten Batterie unterdrücken.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang zu dem unteren Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem oberen Verbindungsabschnitt und dem Fluiddurchgang in dieser Reihenfolge. Wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang zu dem oberen Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem unteren Verbindungsabschnitt und dem Fluiddurchgang in dieser Reihenfolge. Das heißt, der Vorrichtungstemperaturregler bildet einen schleifenförmigen Strömungsdurchgang aus, durch den hindurch das Arbeitsfluid strömt, wenn die Zielvorrichtung entweder gekühlt oder aufgewärmt wird. Demzufolge wird verhindert, dass das Flüssigphasenarbeitsfluid und das Gasphasenarbeitsfluid durch einen Strömungsdurchgang hindurch strömen, während sie zueinander zugewandt sind. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler das Aufwärmen und das Kühlen der Zielvorrichtung mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler ist ein Raum zum Vorsehen des Wärmezufuhrbauteils in der Höhenrichtung des Fluiddurchgangs gewährleistet, der den oberen Verbindungsabschnitt und den unteren Verbindungsabschnitt in dem Vorrichtungswärmetauscher verbindet, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, Rohre und Teile unter dem Vorrichtungswärmetauscher vorzusehen. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler seine Montierbarkeit an einem Fahrzeug verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Vorrichtungswärmetauschers, der in dem Vorrichtungstemperaturregler umfasst ist;
    • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von 1;
    • 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von 3;
    • 5 ist ein Graph zum Erklären einer Ausgangscharakteristik einer zusammengebauten Batterie;
    • 6 ist ein Graph zum Erklären einer Eingangscharakteristik der zusammengebauten Batterie;
    • 7 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Strömung eines Arbeitsfluids, die ausgebildet wird, wenn eine Zielvorrichtung gekühlt wird;
    • 8 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Strömung eines Arbeitsfluids, die ausgebildet wird, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird;
    • 9 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    • 10 ist ein Gestaltungdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
    • 11 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
    • 12 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
    • 13 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
    • 14 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
    • 15 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;
    • 16 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem achten Ausführungsbeispiel;
    • 17 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel;
    • 18 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel;
    • 19 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem elften Ausführungsbeispiel;
    • 20 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel;
    • 21 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel;
    • 22 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel;
    • 23 ist eine Querschnittsansicht eines Vorrichtungswärmetauschers, der in einem Vorrichtungstemperaturregler gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel umfasst ist;
    • 24 ist eine Querschnittsansicht eines Vorrichtungswärmetauschers, der in einem Vorrichtungstemperaturregler gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel umfasst ist;
    • 25 ist eine Querschnittsansicht eines Vorrichtungswärmetauschers, der in einem Vorrichtungstemperaturregler gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel umfasst ist;
    • 26 ist eine Querschnittsansicht eines Vorrichtungswärmetauschers, der in einem Vorrichtungstemperaturregler gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel umfasst ist;
    • 27 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel;
    • 28 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem neunzehnten Ausführungsbeispiel;
    • 29 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 30 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 31 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem einundzwanzigsten Ausfü h ru ngsbeispiel;
    • 32 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 33 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 34 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Strömung eines Arbeitsfluids, die ausgebildet wird, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird;
    • 35 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers, wenn das Antreiben des Erwärmungsabschnitts gestoppt ist;
    • 36 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers, wenn der Erwärmungsabschnitt angetrieben wird;
    • 37 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers unmittelbar nachdem das Antreiben des Erwärmungsabschnitts gestoppt worden ist;
    • 38 ist ein Flussdiagramm, das einen Aufwärmsteuerungsprozess in dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel zeigt;
    • 39 ist ein Graph, der Änderungen der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung während eines Aufwärmens in dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel zeigt;
    • 40 ist ein Flussdiagramm des Aufwärmsteuerungsprozesses in einem vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 41 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers, wenn ein Antreiben des Erwärmungsabschnitts gestoppt ist;
    • 42 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers, wenn der Erwärmungsabschnitt angetrieben wird;
    • 43 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers, wenn die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts verringert ist;
    • 44 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 45 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem sechsundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 46 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem siebenundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 47 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem siebenundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 48 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 49 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 50 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 51 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel;
    • 52 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem dreißigsten Ausführungsbeispiel;
    • 53 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem dreißigsten Ausführungsbeispiel;
    • 54 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem einunddreißigsten Ausführungsbeispiel;
    • 55 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem einunddreißigsten Ausführungsbeispiel;
    • 56 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem zweiunddreißigsten Ausführungsbeispiel;
    • 57 ist ein Gestaltungsdiagramm des Vorrichtungstemperaturreglers gemäß dem zweiunddreißigsten Ausführungsbeispiel;
    • 58 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem dreiunddreißigsten Ausführungsbeispiel; und
    • 59 ist ein Gestaltungsdiagramm eines Vorrichtungstemperaturreglers gemäß einem vierunddreißigsten Ausführungsbeispiel.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass in den folgenden jeweiligen Ausführungsbeispielen die gleichen oder äquivalente Teile durch die gleichen Bezugszeichen in den Figuren gekennzeichnet sind, und somit wird die Beschreibung von diesen weggelassen.
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein Vorrichtungstemperaturregler des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist an elektrischen Fahrzeugen (nachstehend einfach als „Fahrzeuge“), wie elektrischen Autos oder Hybridautos, montiert. Wie in 1 gezeigt ist, funktioniert ein Vorrichtungstemperaturregler 1 als eine Kühlungsvorrichtung, die eine Sekundärbatterie 2 (nachstehend als eine „zusammengebaute Batterie 2“ bezeichnet) kühlt, die an dem Fahrzeug montiert ist. Der Vorrichtungstemperaturregler 1 funktioniert auch als eine Aufwärmvorrichtung, die die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt.
  • Nun wird die zusammengebaute Batterie 2 als eine Zielvorrichtung, die durch den Vorrichtungstemperaturregler 1 temperaturzuregeln ist, beschrieben.
  • In einem Fahrzeug, an dem der Vorrichtungstemperaturregler 1 montiert ist, wird elektrische Leistung, die in einer Leistungsspeichervorrichtung (mit anderen Worten gesagt in einem Batteriepack) gespeichert ist, die die zusammengebaute Batterie (Batterien) 2 als eine Hauptkomponente hat, zu einem Fahrzeugfahrmotor über einen Inverter oder dergleichen zugeführt. Die zusammengebaute Batterie 2 selbst erzeugt Wärme, wenn elektrische Leistung zu dieser zugeführt wird, beispielsweise während des Fahrens des Fahrzeugs. Wenn die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 hoch wird, ist es nicht nur so, dass die zusammengebaute Batterie 2 ihre Funktion in ausreichender Weise nicht zeigen kann, sondern sie verschlechtert sich auch in beschleunigter Weise. Somit, um die Selbsterzeugung von Wärme zu verringern, muss der Ausgang und der Eingang der zusammengebauten Batterie 2 beschränkt werden. Aus diesem Grund ist ein Kühler erfordert, um die zusammengebaute Batterie bei einer vorbestimmten Temperatur oder niedriger zu halten, um den Ausgang und den Eingang der zusammengebauten Batterie 2 zu gewährleisten.
  • In Jahreszeiten, wenn die Außenlufttemperatur hoch ist, wie im Sommer, steigt die Batterietemperatur während eines Parkens und eines Zurücklassens des Fahrzeugs sowie während des Fahrens des Fahrzeugs an. Wenn die zusammengebaute Batterie beispielsweise in vielen Fällen unter dem Boden oder im Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist, ist die Menge von Wärme pro Einheit Zeit, die auf die zusammengebaute Batterie aufgebracht wird, nicht so signifikant. Jedoch steigt die Batterietemperatur allmählich an, wenn die Batterie unter einigen Bedingungen für eine lange Zeit zurückgelassen wird. Falls die zusammengebaute Batterie 2 unter einer hohen Temperatur zurückgelassen wird, dann wird die Lebensdauer der zusammengebauten Batterie 2 verkürzt. Somit ist es erwünscht, dass die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 bei der vorbestimmten Temperatur oder niedriger aufrechterhalten wird, selbst während des Parkens des Fahrzeugs oder dergleichen.
  • Die zusammengebaute Batterie 2 besteht aus einer Vielzahl von Batteriezellen 21. Falls sich die Temperaturen der Batteriezellen 21 stark unterscheiden, verschlechtern sich die Batteriezellen 21 ungleichmäßig, so dass die Leistung zum Speichern von elektrischer Energie der zusammengebauten Batterie 2 verschlechtert wird. Dies liegt daran, weil die zusammengebaute Batterie 2 eine Reihenschaltung der Batteriezellen 21 hat, wodurch die Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie 2 gemäß der Charakteristik der am meisten verschlechterten Batteriezelle 21 bestimmt ist. Aus diesem Grund, um zu bewirken, dass die zusammengebaute Batterie 2 die gewünschte Leistung über eine lange Zeitspanne zeigt, ist es wichtig, die Temperaturen der Vielzahl von Batteriezellen 21 gleich zu machen, und im Speziellen Variationen der Temperatur zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 21 zu verringern.
  • Im Allgemeinen wird eine luftgekühlte Kühlungseinrichtung mit einem Gebläse oder eine beliebige Kühlungseinrichtung, die kalte Wärme in einem Dampfkompressionskältekreis verwendet, als eine weitere Kühlungsvorrichtung zum Kühlen der zusammengebauten Batterie 2 verwendet. Jedoch bläst die luftgekühlte Kühlungseinrichtung mit dem Gebläse nur die Luft ins Innere der Fahrzeugkabine und hat somit eine niedrige Kühlungskapazität. Darüber hinaus kühlt das Blasen mit dem Gebläse die zusammengebaute Batterie 2 durch sensible Wärme der Luft, so dass eine Temperaturdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Luftströmung größer wird. Demzufolge können Variationen der Temperatur zwischen der Vielzahl von Batteriezellen 21 nicht in ausreichender Weise unterdrückt werden. Die Kühlungseinrichtung, die die kalte Wärme des Kältekreises verwendet, hat eine hohe Kühlungskapazität, aber sie benötigt das Antreiben eines Kompressors oder dergleichen, was mehr elektrische Leistung während eines Parkens des Fahrzeugs verbraucht. Dies führt zu einer Erhöhung des Leistungsverbrauchs, einer Erhöhung eines Geräuschs und dergleichen. Somit sind die vorstehend genannten Kühlungseinrichtungen nicht bevorzugt.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet ein Thermosiphonsystem, das die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 durch die natürliche Zirkulation des Arbeitsfluids regelt, ohne ein Arbeitsfluid durch einen Kompressor zwangszuzirkulieren.
  • Als Nächstes wird die Gestaltung des Vorrichtungstemperaturreglers 1 beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 einen Fluidzirkulationskreislauf 4, in dem das Arbeitsfluid zirkuliert, und eine Steuerungseinrichtung 5, die den Betrieb des Fluidzirkulationskreislaufs 4 steuert.
  • Der Fluidzirkulationskreislauf 4 ist ein Wärmerohr, das eine Wärme durch Verdampfung und Kondensation des Arbeitsfluids überträgt. Im Detail ist der Fluidzirkulationskreislauf 4 ein Schleifenthermosiphon, in dem ein Strömungsdurchgang zum Bewirken einer Strömung eines Gasphasenarbeitsfluids von einem Strömungsdurchgang zum Bewirken einer Strömung eines Flüssigphasenarbeitsfluids getrennt ist. Der Fluidzirkulationskreislauf 4 ist als ein geschlossener Fluidkreislauf gestaltet, in dem ein Vorrichtungswärmetauscher 10, ein Kondensator 30, ein Flüssigphasendurchgang 40, ein Gasphasendurchgang 50, ein Fluiddurchgang 60 und dergleichen miteinander verbunden sind. Der Fluiddurchgang 60 ist mit einem Erwärmungsabschnitt 61 zum Erwärmen des Arbeitsfluids versehen.
  • Eine vorbestimmte Menge des Arbeitsfluids ist in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 gedichtet, dessen Inneres evakuiert ist. Beispielsweise wird ein Chlorfluorkohlenwasserstoff-Kältemittel, wie HFO-1234yf oder HFC-134a, das in einem Dampfkompressionskältekreis verwendet wird, als das Arbeitsfluid verwendet. Der Pfeil DG, der in 1 gezeigt ist, kennzeichnet die Schwerkraftrichtung in einem Zustand, in dem der Fluidzirkulationskreislauf 4 an dem Fahrzeug montiert ist.
  • Die Füllmenge des Arbeitsfluids in den Fluidzirkulationskreislauf 4 ist derart eingestellt, dass ein Flüssigkeitsniveau des Arbeitsfluids in der Umgebung der Mitte in der Höhenrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 während eines Aufwärmens, was später beschrieben wird, ausgebildet ist. 1 zeigt ein Beispiel der Höhe des Flüssigkeitsniveaus während eines Aufwärmens durch eine Strichpunktlinie FL.
  • Wie in 2 bis 4 gezeigt ist, hat der Vorrichtungswärmetauscher 10 einen zylindrischen oberen Tank 11, einen zylindrischen unteren Tank 12 und eine Vielzahl von Rohren 131, die Strömungsdurchgänge zum Verbinden des oberen Tanks 11 und des unteren Tanks 12 haben. Statt der Vielzahl von Rohren 131 können der obere Tank 11 und der untere Tank 12 durch ein plattenförmiges Bauteil miteinander verbunden sein, in dem eine Vielzahl von Strömungsdurchgängen ausgebildet sind. Jeder Bestandteil des Vorrichtungswärmetauschers 10 ist aus Metall ausgebildet, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat, wie Aluminium oder Kupfer. Es sei angemerkt, dass jeder Bestandteil des Vorrichtungswärmetauschers 10 auch aus einem Material gemacht sein kann, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat und anders ist als Metall. Ein Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers 10, der aus der Vielzahl von Rohren 131 oder dem plattenförmigen Bauteil gebildet ist, wird nachstehend als ein Wärmetauschabschnitt 13 bezeichnet.
  • Der obere Tank 11 ist an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 positioniert. Der untere Tank 12 ist an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 positioniert.
  • Die zusammengebaute Batterie 2 ist außerhalb des Wärmetauschabschnitts 13 über eine elektrisch isolierende wärmeleitende Platte 14 installiert. Die wärmeleitende Platte 14 gewährleistet eine Isolierung zwischen dem Wärmetauschabschnitt 13 und der zusammengebauten Batterie 2 und verringert den Wärmewiderstand zwischen dem Wärmetauschabschnitt 13 und der zusammengebauten Batterie 2. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zusammengebaute Batterie 2 derart installiert, dass eine Fläche 23 der zusammengebauten Batterie 2 entgegengesetzt zu einer Fläche 25 von dieser, die mit Anschlüssen 22 daran versehen ist, an dem Wärmetauschabschnitt 13 über die wärmeleitende Platte 14 installiert ist. Die Vielzahl von Batteriezellen 21, die die zusammengebaute Batterie 2 bilden, sind in einer Richtung angeordnet, die die Schwerkraftrichtung schneidet. Somit werden die Vielzahl von Batteriezellen 21 gleichmäßig gekühlt und gleichmäßig erwärmt durch einen Wärmetausch mit dem Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10.
  • Wie in dem folgenden fünfzehnten bis achtzehnten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ist ein Verfahren des Installierens der zusammengebauten Batterie 2 nicht auf das beschränkt, das in 1 bis 3 gezeigt ist. Alternativ kann eine andere Fläche der zusammengebauten Batterie 2 an dem Wärmetauschabschnitt 13 über die wärmeleitende Platte 14 festgelegt sein. Die Anzahl, Form und dergleichen von jeder der Batteriezellen 21, die in der zusammengebauten Batterie 2 umfasst sind, sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in 1 bis 3 gezeigt sind. Die Anzahl, Form und dergleichen der Batteriezellen 21 kann beliebig ausgewählt werden.
  • Der Vorrichtungswärmetauscher 10 ist mit einem oberen Verbindungsabschnitt 15 und einem unteren Verbindungsabschnitt 16 versehen. Sowohl der obere Verbindungsabschnitt 15 als auch der untere Verbindungsabschnitt 16 sind Rohrverbindungsabschnitte zum Bewirken, dass das Arbeitsfluid in den Vorrichtungswärmetauscher 10 einströmt oder aus diesem ausströmt.
  • Der obere Verbindungsabschnitt 15 ist in einem Abschnitt an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die oberen Verbindungsabschnitte 15 an beiden Seiten des oberen Tanks 11 vorgesehen. In der nachstehenden Beschreibung wird der obere Verbindungsabschnitt 15, der an einem Ende des oberen Tanks 11 vorgesehen ist, als ein erster oberer Verbindungsabschnitt 151 bezeichnet, und der obere Verbindungsabschnitt 15, der an dem anderen Ende des oberen Tanks 11 vorgesehen ist, wird als ein zweiter oberer Verbindungsabschnitt 152 bezeichnet.
  • Der untere Verbindungsabschnitt 16 ist in einem Abschnitt an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die unteren Verbindungsabschnitte 16 an beiden Seiten des unteren Tanks 12 vorgesehen. In der nachstehenden Beschreibung wird der untere Verbindungsabschnitt 16, der an einem Ende des unteren Tanks 12 vorgesehen ist, als ein erster unterer Verbindungsabschnitt 161 bezeichnet, und der untere Verbindungsabschnitt 16, der an dem anderen Ende des unteren Tanks 12 vorgesehen ist, wird als ein zweiter unterer Verbindungsabschnitt 162 bezeichnet.
  • Der Gasphasendurchgang 50 ist mit dem ersten oberen Verbindungsabschnitt 151 verbunden. Der Gasphasendurchgang 50 ist ein Durchgang, der einen Einströmanschluss 31 des Kondensators 30 mit dem ersten oberen Verbindungsabschnitt 151 des Vorrichtungswärmetauschers 10 verbindet. Der Flüssigphasendurchgang 40 ist mit dem ersten unteren Verbindungsabschnitt 161 verbunden. Der Flüssigphasendurchgang 40 ist ein Durchgang, durch den ein Ausströmanschluss 32 des Kondensators 30 mit dem ersten unteren Verbindungsabschnitt 151 des Vorrichtungswärmetauschers 10 verbunden ist. Der Gasphasendurchgang 50 und der Flüssigphasendurchgang 40 sind der Bequemlichkeit halber so genannt, und meinen nicht Durchgänge, durch die nur das Gasphasenarbeitsfluid oder das Flüssigphasenfluid strömt. Das heißt, sowohl das Gasphasenarbeitsfluid als auch das Flüssigphasenarbeitsfluid kann durch jeden von dem Gasphasendurchgang 59 und dem Flüssigphasendurchgang 40 hindurch strömen. Die Form und dergleichen des Gasphasendurchgangs 50 und des Flüssigphasendurchgangs 40 können in geeigneter Weise unter Berücksichtigung der Montierbarkeit an dem Fahrzeug geändert werden.
  • Der Kondensator 30 ist oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers 10 in der Schwerkraftrichtung angeordnet. Der Einströmanschluss 31 ist in einem Abschnitt an der oberen Seite des Kondensators 30 vorgesehen, und der Ausströmanschluss 32 ist in einem Abschnitt an der unteren Seite des Kondensators 30 vorgesehen. Der Kondensator 30 ist ein Wärmetauscher zum Austauschen von Wärme zwischen einem vorbestimmten wärmeaufnehmendem Fluid und dem Gasphasenarbeitsfluid, das von dem Einströmanschluss 31 in das Innere des Kondensators 30 durch den Gasphasendurchgang 50 hindurchströmt. Der Kondensator 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein luftgekühlter Wärmetauscher, der Wärme zwischen der Luft, die von einem Gebläselüfter 33 geblasen wird, und dem Gasphasenarbeitsfluid austauscht. Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das vorbestimmte wärmeaufnehmende Fluid Luft. Wie in nachstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist, ist das wärmeaufnehmende Fluid nicht auf Luft beschränkt, und verschiedene Fluide können verwendet werden, wie ein Kältemittel, das in einem Kältekreis zirkuliert, oder ein Kühlmittel, das in einem Kühlmittelkreislauf zirkuliert.
  • Der Gebläselüfter 33 kann ein Strömen der Luft außerhalb der Fahrzeugkabine oder innerhalb der Fahrzeugkabine in Richtung zu dem Kondensator 30 bewirken. Der Gebläselüfter 33 hat eine Blaskapazität, die auf der Basis eines Steuerungssignals von der Steuerungseinrichtung 5 gesteuert wird. Das Gasphasenarbeitsfluid wird durch Ableiten von Wärme in die Luft kondensiert, die durch den Kondensator 30 hindurchgeht. Das Arbeitsfluid, das in die flüssige Phase gebracht worden ist, strömt von dem Ausströmanschluss 32 durch den Flüssigphasendurchgang 40 durch sein Eigengewicht nach unten und strömt dann in den Vorrichtungswärmetauscher 10.
  • Ein Fluidsteuerungsventil 70, das die Strömung des Arbeitsfluids blockieren kann, das durch den Flüssigphasendurchgang 40 hindurchgeht, ist an einem beliebigen Punkt in dem Flüssigphasendurchgang 40 vorgesehen. Das Fluidsteuerungsventil 70 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Solenoidventil und hat eine Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche, die gemäß einem Steuerungssignal eingestellt wird, das von der Steuerungseinrichtung 5 übertragen wird. Wenn das Fluidsteuerungsventil 70 die Strömung des Arbeitsfluids blockiert, das durch den Flüssigphasendurchgang 40 hindurchgeht, wird das Flüssigphasenarbeitsfluid in einer Region von dem Flüssigphasendurchgang 40 an bis zu dem Kondensator 30 zurückgehalten, der oberhalb des Fluidsteuerungsventils 70 in der Schwerkraftrichtung gelegen ist. Anschließend wird die Wärmeableitung des Arbeitsfluids unterdrückt oder im Wesentlichen gestoppt durch den Kondensator 30. Deshalb funktioniert das Fluidsteuerungsventil 70 als ein Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt, der die Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator 30 unterdrücken kann.
  • Der Fluiddurchgang 60 ist mit einem zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152 und einem zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162 verbunden. Der Fluiddurchgang 60 ist ein Durchgang, der den oberen Verbindungsabschnitt 15 und den unteren Verbindungsabschnitt 16 in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 verbindet, ohne den Kondensator 30 auf seiner Route zu haben. Somit wird der Fluiddurchgang 60 auch als ein Umgehungdurchgang bezeichnet. Wie später in einem zwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, ist der Fluiddurchgang 60 nicht auf einen beschränkt, der den zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152 und den zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162 verbindet, und kann einen beliebigen Punkt des Gasphasendurchgangs 50 mit einem beliebigen Punkt des Flüssigphasendurchgangs 40 verbinden.
  • Der Fluiddurchgang 60 ist mit dem Erwärmungsabschnitt 61 versehen, der das Flüssigphasenarbeitsfluid erwärmen kann, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt. Der Erwärmungsabschnitt 61 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist aus einem elektrischen Heizer gebildet, der Wärme durch Energiebeaufschlagung erzeugt. Das Einschalten/Ausschalten der Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 wird gemäß einem Steuerungssignal von der Steuerungseinrichtung 5 gesteuert. Der Erwärmungsabschnitt 61 ist in einem Abschnitt des Fluiddurchgangs 60 vorgesehen, der sich vertikal erstreckt. Somit strömt, wenn der Erwärmungsabschnitt 61 das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 erwärmt, das Arbeitsfluid, das zu Dampf geworden ist, durch den Fluiddurchgang 60 hindurch nach oben in der Schwerkraftrichtung und strömt dann von dem zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152 in den Vorrichtungswärmetauscher 10.
  • Die Steuerungseinrichtung 5 ist aus einem Mikrocomputer, der einen Prozessor und einen Memory (beispielsweise einen ROM und RAM) hat, und Peripheriekreisen von diesem gebildet. Es sei angemerkt, dass der Memory der Steuerungseinrichtung 5 aus einem nichtflüchtigen materiellen Speichermedium gebildet ist. Die Steuerungseinrichtung 5 steuert die Betriebe von jeweiligen Vorrichtungen, die in dem vorstehend genannten Fluidzirkulationskreislauf 4 umfasst sind, wie beispielsweise des Erwärmungsabschnitts 61, des Gebläselüfters 33 und des Fluidsteuerungsventils 70.
  • Im Anschluss wird der Betrieb des Vorrichtungstemperaturreglers 1 beschrieben.
  • Wie in 5 und 6 gezeigt ist, wenn die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 niedriger wird als eine beliebige Temperatur in einem vorbestimmten optimalen Temperaturbereich, ist der innere Widerstand der zusammengebauten Batterie 2 erhöht, was zu einer verschlechterten Eingangs- und Ausgangscharakteristik führt. Wenn die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 höher wird als eine beliebige Temperatur in dem vorbestimmten optimalen Temperaturbereich, kann sich die zusammengebaute Batterie 2 verschlechtern oder kann brechen, während die Eingangs- und Ausgangscharakteristik von dieser verschlechtert ist. Somit, damit die zusammengebaute Batterie 2 eine gewünschte Leistung zeigt, ist es notwendig, die zusammengebaute Batterie 2 aufzuwärmen, wenn die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 niedriger ist als eine beliebige Temperatur in dem vorbestimmten optimalen Temperaturbereich, und die zusammengebaute Batterie 2 zu kühlen, wenn die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 höher ist als eine beliebige Temperatur in dem vorbestimmten optimalen Temperaturbereich.
  • <Betrieb während eines Kühlens>
  • 7 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 kühlt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 aus und stoppt den Betrieb des Erwärmungsabschnitts 61. Die Steuerungseinrichtung 5 öffnet das Fluidsteuerungsventil 70, um ein Strömen des Arbeitsfluids in den Flüssigphasendurchgang 40 zu bewirken. Während das Fahrzeug stoppt, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 eine Leistungsquelle des Gebläselüfters 33 ein, um Luft zu dem Kondensator 30 zu blasen. Wenn jedoch das Fahrzeug fährt, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Leistungsquelle des Gebläselüfters 33 aus, weil die Fahrtluft zu dem Kondensator 30 strömt.
  • Demzufolge strömt das Flüssigphasenarbeitsfluid, das in dem Kondensator 30 kondensiert wird, durch sein Eigengewicht durch den Flüssigphasendurchgang 40 hindurch und strömt dann in den unteren Tank 12 des Vorrichtungswärmetauschers 10 von dem ersten unteren Verbindungsabschnitt 161. Das Arbeitsfluid, das in den unteren Tank 12 strömt, wird in eine Vielzahl von Rohren 131 aufgeteilt, die den Wärmetauschabschnitt 13 bilden, und verdampft dann durch Austauschen von Wärme mit jeder der Batteriezellen 21, die die zusammengebaute Batterie 2 bilden. Die Batteriezellen 21 in diesem Prozess werden durch die latente Wärme einer Verdampfung des Arbeitsfluids gekühlt. Anschließend werden die Arbeitsfluide in der Gasphase miteinander in dem oberen Tank 11 des Vorrichtungswärmetauschers 10 vereinigt, um zu dem Kondensator 30 von dem ersten oberen Verbindungsabschnitt 151 durch den Gasphasendurchgang 50 hindurch zu strömen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, strömt das Arbeitsfluid von dem Kondensator 30 zu dem Flüssigphasendurchgang 40, dem unteren Tank 12, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem oberen Tank 11, dem Gasphasendurchgang 50 und dem Kondensator 30 in dieser Reihenfolge. Das heißt, ein schleifenförmiger Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Kondensator 30 hindurch ausgebildet.
  • Wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, wird ein Teil des Arbeitsfluids auch zu dem Fluiddurchgang 60 zugeführt. Wenn jedoch die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 ausgeschaltet wird, wird das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 nicht verdampft, so dass die Strömung des Arbeitsfluids in dem Fluiddurchgang 60 kaum ausgebildet ist.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 8 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 ein, um den Erwärmungsabschnitt 61 zu betätigen. Die Steuerungseinrichtung 5 schließt das Fluidsteuerungsventil 70, wodurch die Strömung des Arbeitsfluids in dem Flüssigphasendurchgang 40 blockiert wird.
  • Wenn der Erwärmungsabschnitt 61 in Betrieb ist, wird das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 verdampft. Das Dampfarbeitsfluid strömt durch den Fluiddurchgang 60 hindurch nach oben in der Schwerkraftrichtung und strömt dann von dem zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152 in den oberen Tank 11 des Vorrichtungswärmetauschers 10. Das Gasphasenarbeitsfluid hat die Eigenschaft des Strömens in Richtung zu einem Abschnitt, der eine niedrigere Temperatur hat. Somit wird das Gasphasenarbeitsfluid in die Vielzahl von Rohren 131 aufgeteilt, die mit den Batteriezellen 21 in Kontakt sind, die eine niedrige Temperatur haben, und wird dann durch einen Wärmetausch mit jeder der Batteriezellen 21 mit niedriger Temperatur kondensiert. In diesem Prozess werden die Batteriezellen 21 durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids aufgewärmt (d. h. erwärmt). Anschließend werden die Arbeitsfluide in der Gasphase in dem unteren Tank 12 des Vorrichtungswärmetauschers 10 miteinander vereinigt und strömen von dem zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162 zu dem Fluiddurchgang 60. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, strömt das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Das heißt, der schleifenförmige Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Fluiddurchgang 60 hindurch ausgebildet, ohne durch den Kondensator 30 hindurchzugehen.
  • Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, wird ein Teil des Gasphasenarbeitsfluids auch zu dem Gasphasendurchgang 50 und dem Kondensator 30 zugeführt. Wenn jedoch das Fluidsteuerungsventil 70 geschlossen ist, wird das Flüssigphasenarbeitsfluid in einer Region von dem Flüssigphasendurchgang 40 an bis zu dem Kondensator 30 zurückgehalten, der oberhalb des Fluidsteuerungsventils 70 in der Schwerkraftrichtung gelegen ist. Somit wird die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator 30 unterdrückt oder im Wesentlichen gestoppt, so dass die Strömung des Arbeitsfluids in dem Gasphasendurchgang 50 und dem Flüssigphasendurchgang 40 kaum ausgebildet wird.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird während des Aufwärmens das Flüssigphasenarbeitsfluid auch in einer Region von dem Flüssigphasendurchgang 40 an bis zu dem Kondensator 30 zurückgehalten, der oberhalb des Fluidsteuerungsventils 70 in der Schwerkraftrichtung gelegen ist. In diesem Zustand sind der Dichtungsumfang des Arbeitsfluids zu dem Fluidzirkulationskreislauf 4 und die Anbringungsposition des Fluidsteuerungsventils 70 derart eingestellt, dass das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids nahe der Mitte des Wärmetauschabschnitts 13 in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 ausgebildet ist.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels schaltet in umgekehrter Weise die Strömung des Arbeitsfluids, das durch die Rohre 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 strömt, zwischen der Kühlungszeit und der Aufwärmzeit um. In dieser Weise regelt der Vorrichtungstemperaturregler 1 die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 durch die Phasenänderung zwischen der flüssigen Phase und der Gasphase des Arbeitsfluids, das durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 strömt. Zu dieser Zeit verwendet der Vorrichtungstemperaturregler 1 den Vorrichtungswärmetauscher 10 als den Verdampfer während eines Kühlens und den Vorrichtungswärmetauscher 10 als den Kondensator 30 während eines Aufwärmens, wodurch das Kühlen und das Aufwärmen unter Verwendung des gleichen Vorrichtungswärmetauschers 10 ermöglicht ist.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das vorstehend beschrieben ist, zeigt die folgenden Betriebe und Effekte.
    1. (1) Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist gestaltet, um das Arbeitsfluid zu erwärmen, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurch strömt, der außerhalb des Vorrichtungswärmetauschers 10 vorgesehen ist, durch Verwenden des Erwärmungsabschnitts 61, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird. Somit wird der Dampf des Arbeitsfluids, das in dem Fluiddurchgang 60 verdampft, zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt, so dass Variationen der Dampftemperatur des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 unterdrückt werden können. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 gleichmäßig aufwärmen. Demzufolge kann der Vorrichtungstemperaturregler die Verschlechterung der Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie 2 verhindern und kann auch die Verschlechterung und das Brechen der zusammengebauten Batterie 2 unterdrücken.
    2. (2) In dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Kondensator 30 zu dem Flüssigphasendurchgang 40, dem unteren Verbindungsabschnitt 16, dem Vorrichtungswärmetauscher 10, dem oberen Verbindungsabschnitt 15, dem Gasphasendurchgang 50 und dem Kondensator 30 in dieser Reihenfolge. Andererseits, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, zirkuliert das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Verbindungsabschnitt 15, dem Vorrichtungswärmetauscher 10, dem unteren Verbindungsabschnitt 16 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Das heißt, der Vorrichtungstemperaturregler 1 bildet den schleifenförmigen Strömungsdurchgang aus, durch den hindurch das Arbeitsfluid strömt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 entweder gekühlt oder aufgewärmt wird. Demzufolge wird verhindert, dass das Flüssigphasenarbeitsfluid und das Gasphasenarbeitsfluid durch einen Strömungsdurchgang hindurch strömen, während sie zueinander zugewandt sind. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 das Aufwärmen und Kühlen der zusammengebauten Batterie 2 mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
    3. (3) In dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Raum zum Vorsehen des Erwärmungsabschnitts 61 in der Höhenrichtung des Fluiddurchgangs 60 gewährleistet, der den oberen Verbindungsabschnitt 15 und den unteren Verbindungsabschnitt 16 in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 verbindet, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, den Erwärmungsabschnitt 61 unter dem Vorrichtungswärmetauscher 10 vorzusehen. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 seine Montierbarkeit an dem Fahrzeug verbessern.
    4. (4) Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat das Fluidsteuerungsventil 70, das als der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt funktioniert, der die Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator 30 unterdrücken kann. Somit wird, durch Schließen des Fluidsteuerungsventils 70, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Flüssigphasenarbeitsfluid in der Region von dem Fluidsteuerungsventil 70 zu dem Kondensator 30 zurückgehalten, wodurch die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator 30 unterdrückt wird. Zusammen damit wird die Zirkulation des Arbeitsfluids durch den Gasphasendurchgang 50, den Kondensator 30 und den Flüssigphasendurchgang 40 unterdrückt. Somit kann das Arbeitsfluid durch die Schleife an der Seite des Fluiddurchgangs 60 strömen, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
    5. (5) In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Erwärmungsabschnitt 61 in einem Abschnitt des Fluiddurchgangs 60 vorgesehen, der sich vertikal erstreckt. Somit strömt das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt 61 erwärmt und verdampft worden ist, schnell durch den Fluiddurchgang 60 nach oben in der Schwerkraftrichtung. Aufgrund dessen wird verhindert, dass das Gasphasenarbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu der Seite des zweiten unteren Verbindungsabschnitts 162 nach hinten strömt. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nachstehend beschrieben.
  • (Zweites Ausführungsbeispiel)
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung zum Kühlen des Arbeitsfluids innerhalb des Vorrichtungstemperaturreglers 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten und ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel in anderen Gestaltungen des Vorrichtungstemperaturreglers 1. Somit werden nachstehend nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 9 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des zweiten Ausführungsbeispiels einen Kältekreis 8. Der Kältekreis 8 hat einen Kompressor 81, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher 82, einen ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83, ein erstes Expansionsventil 84, einen Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85, einen zweiten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 86, ein zweites Expansionsventil 87, einen niederdruckseitigen Wärmetauscher 88 und ein Kältemittelrohr 89, das diese Komponenten verbindet. Das Kältemittel, das in dem Kältekreis 8 verwendet wird, kann das gleiche sein wie das Arbeitsfluid, das in dem Vorrichtungstemperaturregler 1 verwendet wird, oder kann unterschiedlich von diesem sein.
  • Der Kompressor 81 saugt das Kältemittel von den Kältemittelrohren 89 an der Seite des Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschers 85 und der Seite des niederdruckseitigen Wärmetauschers 88 an und komprimiert dieses. Der Kompressor 81 wird durch Leistung angetrieben, die von einer Fahrmaschine, einem elektrischen Motor oder dergleichen eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) übertragen wird.
  • Das Hochdruckgasphasenkältemittel, das von dem Kompressor 81 abgegeben wird, strömt in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 82. Das Hochdruckgasphasenkältemittel, das in den hochdruckseitigen Wärmetauscher 82 strömt, wird durch Ableiten von Wärme durch einen Wärmetausch mit der Außenluft kondensiert, wenn diese durch den Strömungsdurchgang in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 82 strömt.
  • Ein Teil des Flüssigphasenkältemittels, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 82 kondensiert worden ist, geht durch einen ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 hindurch, um dekomprimiert zu werden, wenn es durch das erste Expansionsventil 84 hindurchgeht, und strömt dann in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 in einem atomisierten Gas-Flüssigkeit-Zweiphasenzustand. Der erste Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 ist in der Lage, die Menge des Kältemittels einzustellen, das von dem ersten Expansionsventil 84 in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 strömt. Während es durch den Strömungsdurchgang des Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschers 85 hindurchgeht, kühlt das Kältemittel, das in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 strömt, das Arbeitsfluid, das durch den Kondensator 30 strömt, der in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 umfasst ist, durch die latente Wärme einer Verdampfung des Kältemittels. Das heißt, der Kondensator 30 des Fluidzirkulationskreislaufs 4 in dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der Kältemittelarbeitsfluidwärmetauscher 85 des Kältekreislaufs 8 sind einstückig ausgebildet, um dadurch Wärme zwischen dem Arbeitsfluid, das durch den Fluidzirkulationskreislauf 4 hindurch strömt, und dem Kältemittel auszutauschen, das durch den Kältekreis 8 strömt. Das Kältemittel, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 hindurchgegangen ist, wird über einen Druckspeicher (nicht gezeigt) in den Kompressor 81 angesaugt.
  • Der andere Teil des Flüssigphasenkältemittels, das in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 82 kondensiert ist, geht durch den zweiten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 86 hindurch, um dekomprimiert zu werden, wenn es durch das zweite Expansionsventil 87 hindurchgeht, und strömt dann in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 88 in einem atomisierten Gas-Flüssigkeit-Zweiphasenzustand. Der zweite Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 86 ist in der Lage, die Menge des Kältemittels einzustellen, das von dem zweiten Expansionsventil 87 in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 88 strömt. Der niederdruckseitige Wärmetauscher 88 wird beispielsweise in einer Luftklimatisierungseinrichtung zum Durchführen einer Luftklimatisierung des Inneren einer Fahrzeugkabine verwendet. In diesem Fall kühlt das Kältemittel, das in den niederdruckseitigen Wärmetauscher 88 strömt, die Luft, die in die Fahrzeugkabine geblasen wird, durch die latente Wärme einer Verdampfung des Kältemittels. Das Kältemittel, das durch den niederdruckseitigen Wärmetauscher 88 hindurchgegangen ist, wird auch in den Kompressor 81 über einen Druckspeicher (nicht gezeigt) angesaugt.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, sind der Kondensator 30, der in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 umfasst ist, und der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85, der in dem Kältekreisl 8 umfasst ist, einstückig ausgebildet, um dadurch das Arbeitsfluid, das durch den Fluidzirkulationskreislauf 4 strömt, durch einen Wärmetausch mit dem Kältemittel zu kühlen, das durch den Kältekreis 8 strömt.
  • Somit wird die Menge des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetaucher 85 strömt, der in dem Kältekreis 8 umfasst ist, durch den ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 und dergleichen eingestellt, was es möglich macht, die Menge von kalter Wärme einzustellen, die zu dem Arbeitsfluid zuzuführen ist, das durch den Kondensator 30 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt. Deshalb kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Kühlungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2 in geeigneter Weise gemäß der Menge von Wärme eingestellt werden, die durch die zusammengebaute Batterie 2 erzeugt wird.
  • Der vorstehend genannte Kältekreis 8 kann ein Wärmepumpenkreis sowie der Kühlerkreis sein. Der vorstehend genannte Kältekreis 8 kann ein Stand-Alone-System zur Verwendung beim Kühlen der zusammengebauten Batterie 2 sein, das von einer Luftklimatisierungseinrichtung zum Durchführen einer Luftklimatisierung des Inneren der Fahrzeugkabine getrennt ist.
  • (Drittes Ausführungsbeispiel)
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung zum Kühlen des Arbeitsfluids innerhalb des Vorrichtungstemperaturreglers 1 in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel erhalten und ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste und zweite Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen des Vorrichtungstemperaturreglers 1. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel nachstehend beschrieben.
  • Wie in 10 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des dritten Ausführungsbeispiels einen Kühlmittelkreislauf 9. Der Kühlmittelkreislauf 9 hat eine Wasserpumpe 91, einen Kühlmittelradiator 92, einen Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 und ein Kühlmittelrohr 94, das diese verbindet. Das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelkreislauf 9.
  • Die Wasserpumpe 91 druckfördert das Kühlmittel und zirkuliert das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf 9. Der Kühlmittelradiator 92 kühlt das Kühlmittel, das durch den Strömungsdurchgang des Kühlmittelradiators 92 strömt, durch einen Wärmetausch mit dem Kältemittel, das durch den Verdampfer strömt, der in dem Kältekreis 8 umfasst ist. Das heißt, der Kühlmittelradiator 92 in dem Kühlmittelkreislauf 9 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Kühler, der mit dem Verdampfer des Kältekreises 8 einstückig ausgebildet ist, und tauscht Wärme zwischen dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt, und dem Niederdruckkältemittel aus, das durch den Kältekreis 8 strömt. Das Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelradiator 92 ausströmt, strömt in den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93.
  • Während das Kühlmittel durch den Strömungsdurchgang des Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschers 93 hindurchgeht, kühlt das Kühlmittel, das in den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 strömt, das Arbeitsfluid, das durch den Kondensator 30 strömt, der in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 umfasst ist. Das heißt, der Kondensator 30 des Fluidzirkulationskreislaufs 4 in dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels und der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 des Kühlmittelkreislaufs 9 sind einstückig ausgebildet, um dadurch eine Wärme zwischen dem Arbeitsfluid, das durch den Fluidzirkulationskreislauf hindurchströmt, und dem Kühlmittel auszutauschen, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt.
  • In dem dritten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, sind der Kondensator 30, der in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 umfasst ist, und der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93, der in dem Kühlmittelkreislauf 9 umfasst ist, einstückig ausgebildet, um dadurch das Arbeitsfluid, das durch den Fluidzirkulationskreislauf 4 hindurch strömt, durch einen Wärmetausch mit dem Kühlmittel zu kühlen, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt.
  • Somit kann die Temperatur des Niederdruckkältemittels, das durch den Kältekreis 8 hindurch strömt, auf eine Temperatur festgelegt werden, die sich von der Temperatur des Kühlmittels unterscheidet, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurch strömt. Somit kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 in angemessener Weise jede von der Temperatur des Niederdruckkältemittels, das durch den Kältekreis 8 hindurch strömt, und der Temperatur des Kühlmittels regeln, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt. Deshalb stellt der Vorrichtungstemperaturregler 1 die Menge von kalter Wärme ein, die von dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurch strömt, zu dem Arbeitsfluid zugeführt wird, das durch den Kondensator 30 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt. Demzufolge kann die Kühlungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie in geeigneter Weise gemäß der Menge von Wärme eingestellt werden, die von der zusammengebauten Batterie 2 erzeugt wird.
  • (Viertes Ausführungsbeispiel)
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern von Teilen der Gestaltung des Kühlmittelkreislaufs 9 in dem dritten Ausführungsbeispiel erhalten. Das vierte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das dritte Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 11 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vierten Ausführungsbeispiels einen luftgekühlten Radiator 95 in dem Kühlmittelkreislauf 9. Der luftgekühlte Radiator 95 kühlt das Kühlmittel, das durch den Strömungsdurchgang des luftgekühlten Radiators 95 strömt, durch einen Wärmetausch mit der Außenluft. In dem Kühlmittelkreislauf 9 sind der luftgekühlte Radiator 95 und der Kühlmittelradiator 92 parallel geschaltet.
  • In dem vierten Ausführungsbeispiel kann die Kapazität des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurch strömt, erhöht werden. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 die Kühlungskapazität der zusammengebauten Batterie 2 verbessern.
  • (Fünftes Ausführungsbeispiel)
  • Ein fünftes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das fünfte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern von Teilen der Gestaltung des Fluidzirkulationskreislaufs 4 in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das fünfte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen dasselbe wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich anderer Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 12 und 13 gezeigt ist, ist der Vorrichtungstemperaturregler 1 des fünften Ausführungsbeispiels nicht mit dem Fluidsteuerungsventil 70 bei einem Punkt in dem Flüssigphasendurchgang 40 versehen. Stattdessen ist in dem fünften Ausführungsbeispiel der luftgekühlte Kondensator 30 mit einem Verschluss 34 versehen, der als ein Türbauteil installiert ist, das in der Lage ist, die Ventilation der Luft zu blockieren, die durch den Kondensator 30 hindurchgeht. Der Öffnungs-/Schließbetrieb des Verschlusses 34 wird durch ein Steuerungssignal gesteuert, das von der Steuerungseinrichtung 5 übertragen wird.
  • Wie in 12 gezeigt ist, wenn der Verschluss 34 geöffnet ist, ist die Ventilation der Luft gestattet, die durch den Kondensator 30 hindurchgeht. Somit geht die Ventilationsluft oder Fahrtluft mittels des Gebläselüfters 33 durch den Kondensator 30 hindurch, so dass das Arbeitsfluid Wärme in den Kondensator 30 ableitet. Deshalb strömt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, das Arbeitsfluid in den Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 von dem Kondensator 30 zu dem Flüssigphasendurchgang 40, dem unteren Tank 12, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem oberen Tank 11, dem Gasphasendurchgang 50 und dem Kondensator 30 in dieser Reihenfolge.
  • Wie in 13 gezeigt ist, wenn der Verschluss 34 geschlossen ist, ist die Ventilation der Luft, die durch den Kondensator 30 hindurchgeht, blockiert. Demzufolge ist die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator 30 unterdrückt oder im Wesentlichen gestoppt. Somit, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, strömt das Arbeitsfluid in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauchabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Deshalb funktioniert der Verschluss 34 des vorliegenden Ausführungsbeispiels als ein Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt, der die Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator 30 unterdrücken kann.
  • In dem fünften Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ist der Verschluss 34 in dem luftgekühlten Kondensator 30 vorgesehen, so dass das Fluidsteuerungsventil 70, das bei einem Punkt in dem Flüssigphasendurchgang 40 installiert ist, in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel eliminiert werden kann.
  • (Sechstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein sechstes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das sechste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern von Teilen der Gestaltung des Fluidzirkulationskreislaufs 4 in dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten. Das sechste Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das zweite Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 14 gezeigt ist, ist der Vorrichtungstemperaturregler 1 des sechsten Ausführungsbeispiels nicht mit dem Fluidsteuerungsventil 70 bei einem Punkt des Flüssigphasendurchgangs 40 versehen. Somit wird in dem sechsten Ausführungsbeispiel, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Kältemittel, das von dem ersten Expansionsventil 84 in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 strömt, durch den ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 blockiert, der in dem Kältekreis 8 installiert ist, anstatt durch die Steuerung durch das Fluidsteuerungsventil 70. Demzufolge wird die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator 30 unterdrückt oder im Wesentlichen gestoppt. Somit kann, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Arbeitsfluid in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge strömen. Deshalb funktioniert der erste Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 des vorliegenden Ausführungsbeispiels als ein Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt, der die Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator 30 unterdrücken kann.
  • In dem sechsten Ausführungsbeispiel kann in einem Fall, in dem der niederdruckseitige Wärmetauscher 88 nicht verwendet wird, der Betrieb des Kompressors 81 gestoppt werden, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird.
  • In dem sechsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, wird der erste Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 gesteuert, um in einen geschlossenen Zustand gebracht zu werden, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, so dass das Fluidsteuerungsventil 70, das bei einem Punkt des Flüssigphasendurchgangs 40 installiert ist, in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel eliminiert werden kann.
  • (Siebtes Ausführungsbeispiel)
  • Ein siebtes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das siebte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern von Teilen der Gestaltung des Fluidzirkulationskreislaufs 4 in dem dritten Ausführungsbeispiel erhalten. Das siebte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das dritte Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 15 gezeigt ist, ist der Vorrichtungstemperaturregler 1 des siebten Ausführungsbeispiels nicht mit dem Fluidsteuerungsventil 70 bei einem Punkt des Flüssigphasendurchgangs 40 versehen. Somit wird in dem siebten Ausführungsbeispiel, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, die Strömung des Kühlmittels in dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 durch Stoppen des Antreibens der Wasserpumpe 91, die in dem Kühlmittelkreislauf 9 installiert ist, blockiert, anstatt durch die Steuerung durch das Fluidsteuerungsventil 70. Demzufolge wird die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator 30 unterdrückt oder im Wesentlichen gestoppt. Somit kann, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Arbeitsfluid in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge strömen. Deshalb funktioniert die Wasserpumpe 91 des vorliegenden Ausführungsbeispiels als ein Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt, der die Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator 30 unterdrücken kann.
  • In dem siebten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, wird das Antreiben der Wasserpumpe 91 gestoppt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, so dass das Fluidsteuerungsventil 70, das bei einem Punkt des Flüssigphasendurchgangs 40 installiert ist, in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel eliminiert werden kann.
  • (Achtes Ausführungsbeispiel)
  • Ein achtes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das achte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern einer Anbringungsposition des Fluidsteuerungsventils 70 in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das achte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel in anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 16 gezeigt ist, ist der Vorrichtungstemperaturregler 1 des achten Ausführungsbeispiels mit dem Fluidsteuerungsventil 70 bei einem Punkt des Gasphasendurchgangs 50 versehen. Somit wird in dem achten Ausführungsbeispiel die Kondensation des Arbeitsfluids durch den Kondensator 30 gestoppt, wenn das Fluidsteuerungsventil 70 die Strömung des Arbeitsfluids, das durch den Gasphasendurchgang 50 strömt, blockiert, während die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird. Demzufolge kann, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Arbeitsfluid in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge strömen.
  • (Neuntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein neuntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das neunte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern von Teilen der Gestaltung des Fluidzirkulationskreislaufs 4 in dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des zweiten Ausführungsbeispiels erhalten. Das neunte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das zweite Ausführungsbeispiel bezüglich den anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 17 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des neunten Ausführungsbeispiels zwei Arten von Kondensatoren 30a und 30b in dem Fluidzirkulationskreislauf 4. Ein Kondensator 30a ist ein luftgekühlter Kondensator 30a, der in dem ersten Ausführungsbeispiel und dergleichen beschrieben ist Der andere Kondensator 30b ist mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 des Kältekreises 8 einstückig ausgebildet, der in dem zweiten Ausführungsbeispiel und dergleichen beschrieben ist. Die zwei Typen von Kondensatoren 30a und 30b sind parallel geschaltet. Das Fluidsteuerungsventil 70 ist zwischen einem ersten unteren Verbindungsabschnitt 161 des Vorrichtungswärmetauschers 10 und einem Zusammenführabschnitt 47 der Flüssigphasendurchgänge 40 vorgesehen, die sich von den zwei Typen der Kondensatoren 30a und 30b erstrecken.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des neunten Ausführungsbeispiels kann die Kondensationskapazität des Arbeitsfluids durch die Kondensatoren 30a und 30b erhöht werden, wodurch die Kühlungsleistung für die zusammengebaute Batterie 2 verbessert wird.
  • Die Kombination aus der Vielzahl von Kondensatoren 30a und 30b, die in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 vorgesehen sind, ist nicht auf die beschränkt, die in 17 gezeigt ist. Verschiedene Kombinationen von einer Vielzahl von Kondensatoren können verwendet werden.
  • (Zehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein zehntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das zehnte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern einer Anbringungsposition des Fluidsteuerungsventils 70 in dem neunten Ausführungsbeispiel erhalten. Das zehnte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das neunte Ausführungsbeispiel bezüglich den anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 18 gezeigt ist, ist in dem zehnten Ausführungsbeispiel das Fluidsteuerungsventil 70 zwischen dem luftgekühlten Kondensator 30a und dem Zusammenführabschnitt 47 in dem Flüssigphasendurchgang 40 vorgesehen.
  • Der luftgekühlte Kondensator 30a führt einen Wärmetausch unter Verwendung von Fahrtluft und dergleichen durch, wenn der Kondensator 30a nicht mit dem Verschluss 34 versehen ist. Wenn jedoch der Verschluss 34 für den luftgekühlten Kondensator 30a vorgesehen ist, ist ein großer Raum um den Kondensator 30 herum benötigt, was die Montierbarkeit des Vorrichtungstemperaturreglers an dem Fahrzeug verschlechtern kann. In dem zehnten Ausführungsbeispiel ist das Fluidsteuerungsventil 70 zwischen dem luftgekühlten Kondensator 30a und dem Zusammenführabschnitt 47 des Flüssigphasendurchgangs 40 vorgesehen, wodurch die Körpergröße des Vorrichtungstemperaturreglers 1 verringert wird und somit die Montierbarkeit des Vorrichtungstemperaturreglers 1 an dem Fahrzeug verbessert wird.
  • Der Kondensator 30b, der mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 des Kältekreises 8 einstückig ausgebildet ist, kann den ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 schließen, der in dem Kältekreis 8 installiert ist, wodurch die Wärmeableitung des Arbeitsfluids unterdrückt oder im Wesentlichen gestoppt wird. Deshalb kann auch in dem zehnten Ausführungsbeispiel, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge durch Steuern des Fluidsteuerungsventils 70 und des ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitts 83 strömen.
  • Auch in dem zehnten Ausführungsbeispiel wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Flüssigphasenarbeitsfluid in einer Region oberhalb des Flüssigphasendurchgangs 40 zurückgehalten, der oberhalb des Fluidsteuerungsventils 70 in der Schwerkraftrichtung gelegen ist. In diesem Zustand werden der Dichtungsbetrag des Arbeitsfluids in den Fluidzirkulationskreislauf 4 und die Anbringungsposition des Fluidsteuerungsventils 70 derart eingestellt, dass das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids nahe der Mitte des Wärmetauschabschnitts 13 in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 ausgebildet ist.
  • (Elftes Ausführungsbeispiel)
  • Ein elftes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das elfte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern eines Verbindungsverfahrens der zwei Typen von Kondensatoren 30 in dem neunten Ausführungsbeispiel erhalten. Das elfte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das neunte Ausführungsbeispiel bezüglich den anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem neunten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 19 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des elften Ausführungsbeispiels zwei Typen von Kondensatoren 30a und 30b in dem Fluidzirkulationskreislauf 4. Ein Kondensator 30a ist der luftgekühlte Kondensator 30. Der andere Kondensator 30b ist mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 85 des Kältekreises 8 einstückig ausgebildet. Diese zwei Typen von Kondensatoren 30a und 30b sind in Reihe geschaltet.
  • Die Anzahl der Vielzahl von Kondensatoren 30a und 30b, die in dem Fluidzirkulationskreislauf 4 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 vorgesehen sind, ist nicht auf die begrenzt, die in 19 gezeigt ist. Die Anzahl von Kondensatoren kann 3 oder mehr sein. Das Verbindungsverfahren der Vielzahl von Kondensatoren 30a und 30b ist nicht auf das beschränkt, das in 19 oder dergleichen gezeigt ist, und kann eine Kombination aus einer Parallelschaltung und einer Reihenschaltung umfassen.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des elften Ausführungsbeispiels erhöht die Kondensationskapazität des Arbeitsfluids durch die Kondensatoren 30 und kann dadurch die Kühlungsleistung von diesem für die zusammengebaute Batterie 2 verbessern.
  • (Zwölftes Ausführungsbeispiel)
  • Ein zwölftes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das zwölfte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltungen des Fluiddurchgangs 60 und des Erwärmungsabschnitts 61 in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das zwölfte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich den anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 20 gezeigt ist, ist in dem zwölften Ausführungsbeispiel der Erwärmungsabschnitt 61 in einem Abschnitt des Fluiddurchgangs 60 vorgesehen, der sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. In diesem Fall kann, falls das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt 61 erwärmt wird, um Dampf zu werden, rückwärts zu der Seite des zweiten unteren Verbindungsabschnitts 162 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch strömt, die Zirkulation des Arbeitsfluids verschlechtert werden.
  • In dem zwölften Ausführungsbeispiel hat der Fluiddurchgang 60 einen Zurückströmungsunterdrückungsabschnitt 62, der sich nach unten in der Schwerkraftrichtung mit Bezug auf den Erwärmungsabschnitt 61 erstreckt, zwischen dem Erwärmungsabschnitt 61 und dem zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162 des Vorrichtungswärmetauschers 10. Im speziellen ist in dem zwölften Ausführungsbeispiel ein Abschnitt des Fluiddurchgangs 60 in einer U-Form ausgebildet. Ein Teil des U-förmigen Abschnitts des Fluiddurchgangs 60, der sich von der Mitte des U-förmigen Abschnitts zu der Seite des Erwärmungsabschnitts 61 erstreckt, entspricht dem Zurückströmungsunterdrückungsabschnitt 62.
  • Der Zurückströmungsunterdrückungsabschnitt 62 erstreckt sich nach unten in der Schwerkraftrichtung von dem Erwärmungsabschnitt 61, so dass verhindert werden kann, dass das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt 61 erwärmt worden ist und verdampft ist, rückwärts zu der Seite des zweiten unteren Verbindungsabschnitts 162 strömt. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 das Arbeitsfluid sanft von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge zirkulieren lassen, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird.
  • (Dreizehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein dreizehntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel wird durch Hinzufügen einer Vielzahl von Vorrichtungswärmetauschern 10 zu dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das dreizehnte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 21 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des dreizehnten Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von Vorrichtungswärmetauschern 10a und 10b. Der Gasphasendurchgang 50 hat einen ersten Gasphasendurchgangsabschnitt 51 und einen zweiten Gasphasendurchgangsabschnitt 52. Der erste Gasphasendurchgangsabschnitt 51 verbindet einen ersten oberen Verbindungsabschnitt 151a von einem Vorrichtungswärmetauscher 10a mit einem ersten oberen Verbindungsabschnitt 151b des anderen Vorrichtungswärmetauschers 10b. Der zweite Gasphasendurchgangsabschnitt 52 erstreckt sich von einem Punkt in dem ersten Gasphasendurchgangsabschnitt 51, der mit dem Einströmanschluss 31 des Kondensators 30 zu verbinden ist, nach oben. Der Flüssigphasendurchgang 40 hat einen ersten Flüssigphasendurchgangsabschnitt 41 und einen zweiten Flüssigphasendurchgangsabschnitt 42. Der erste Flüssigphasendurchgangsabschnitt 41 verbindet einen ersten unteren Verbindungsabschnitt 61a von einem Vorrichtungswärmetauscher 10a mit einem ersten unteren Verbindungsabschnitt 161b des anderen Vorrichtungswärmetauschers 10b. Der zweite Flüssigphasendurchgangsabschnitt 42 erstreckt sich von einem Punkt in dem ersten Flüssigphasendurchgangsabschnitt 41, der mit dem Ausströmanschluss 32 des Kondensators 30 zu verbinden ist, nach oben.
  • Ein Fluiddurchgang 60a verbindet den zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152a und den zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162a in dem einen Vorrichtungswärmetauscher 10a. Der Fluiddurchgang 60a ist mit einem Erwärmungsabschnitt 60a versehen. Ein weiterer Fluiddurchgang 60b verbindet den zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152b und den zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162b in dem anderen Vorrichtungswärmetauscher 10b. Der andere Fluiddurchgang 60b ist auch mit einem weiteren Erwärmungsabschnitt 61b versehen.
  • Mit dieser Gestaltung kann, selbst wenn die zusammengebauten Batterien 2 in einer Vielzahl von Positionen des Fahrzeugs angeordnet sind, der Vorrichtungstemperaturregler 1 des dreizehnten Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von Vorrichtungswärmetauschern 10 in Abhängigkeit von den Positionen der zusammengebauten Batterien 2 anordnen.
  • (Vierzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein vierzehntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das vierzehnte Ausführungsbeispiel wird auch durch Hinzufügen einer Vielzahl von Vorrichtungswärmetauschern 10 zu dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das vierzehnte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 22 gezeigt ist, hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vierzehnten Ausführungsbeispiels auch eine Vielzahl von Vorrichtungswärmetauschern 10a und 10b. Der Gasphasendurchgang 50 hat einen Wärmetauschergasphasendurchgang 53 und einen Kondensatorgasphasendurchgang 54. Der Wärmetauschergasphasendurchgang 53 verbindet den ersten oberen Verbindungsabschnitt 151a von einem Vorrichtungswärmetauscher 10a mit dem zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152b des anderen Vorrichtungswärmetauschers 10b. Der Kondensatorgasphasendurchgang 54 verbindet den ersten oberen Verbindungsabschnitt 151b des anderen Vorrichtungswärmetauschers 10b mit dem Einströmanschluss 31 des Kondensators 30. Der Flüssigphasendurchgang 40 hat einen Wärmetauscherflüssigphasendurchgang 43 und einen Kondensatorflüssigphasendurchgang 44. Der Wärmetauscherflüssigphasendurchgang 43 verbindet den ersten unteren Verbindungsabschnitt 161a des einen Vorrichtungswärmetauschers 10a mit dem zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162b des anderen Vorrichtungswärmetauschers 10b. Der Kondensatorflüssigphasendurchgang 44 verbindet den ersten unteren Verbindungsabschnitt 161b des anderen Vorrichtungswärmetauschers 10b mit dem Ausströmanschluss 32 des Kondensators 30.
  • Der Fluiddurchgang 60a verbindet den zweiten oberen Verbindungsabschnitt 152a und den zweiten unteren Verbindungsabschnitt 162a in dem einen Vorrichtungswärmetauscher 10a. Der Fluiddurchgang 60a ist mit dem Erwärmungsabschnitt 61a versehen.
  • Auch mit dieser Gestaltung kann, selbst wenn die zusammengebauten Batterien 2 in einer Vielzahl von Positionen des Fahrzeugs angeordnet sind, der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vierzehnten Ausführungsbeispiels eine Vielzahl von Vorrichtungswärmetauschern 10 in Abhängigkeit der Positionen der zusammengebauten Batterien 2 anordnen.
  • (Fünfzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das fünfzehnte und sechszehnte Ausführungsbeispiel, die später beschrieben werden, werden durch Ändern eines Installationsverfahrens der zusammengebauten Batterie 2 an dem Vorrichtungswärmetauscher 10 im Vergleich zu dem vorstehend genannten ersten bis vierzehnten Ausführungsbeispiel erhalten. Das fünfzehnte und sechszehnte Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen die gleichen wie das erste bis vierzehnte Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede des fünfzehnten und sechszehnten Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten bis vierzehnten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 23 gezeigt ist, ist in dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel jede der zusammengebauten Batterien 2 derart installiert, dass Anschlüsse 22 von jeder Batteriezelle 21, die in der zusammengebauten Batterie 2 umfasst sind, nach oben in der Schwerkraftrichtung ausgerichtet sind. Die zusammengebaute Batterie 2 ist derart installiert, dass eine Fläche 24 der zusammengebauten Batterie 2 senkrecht zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22, die daran vorgesehen sind, an der Seitenfläche des Wärmetauschabschnitts 13 des Vorrichtungswärmetauschers 10 über die wärmeleitende Platte 14 angebracht ist.
  • (Sechszehntes Ausführungsbeispiel)
  • Wie in 24 gezeigt ist, ist in dem sechszehnten Ausführungsbeispiel eine zusammengebaute Batterie 2 derart installiert, dass Anschlüsse 22 der jeweiligen Batteriezellen 21, die in der zusammengebauten Batterie 2 umfasst sind, in der Richtung orientiert sind, die die Schwerkraftrichtung schneidet. Die zusammengebaute Batterie 2 ist derart installiert, dass die Fläche 23 der zusammengebauten Batterie 2 entgegengesetzt zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22, die daran vorgesehen sind, an der Seitenfläche des Wärmetauschabschnitts 13 des Vorrichtungswärmetauschers 10 über die wärmeleitende Platte 14 angebracht ist. Die zusammengebaute Batterie 2 ist nur an einer Seitenfläche des Wärmetauschabschnitts 13 installiert und ist nicht an der anderen Seitenfläche von diesem installiert.
  • (Siebzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein siebzehntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das siebzehnte und achtzehnte Ausführungsbeispiel, die später beschrieben werden, werden durch Ändern der Gestaltung des Vorrichtungswärmetauschers 10 und des Installationsverfahrens der zusammengebauten Batterie 2 an dem Vorrichtungswärmetauscher 10 im Vergleich zu den vorstehend genannten ersten bis vierzehnten Ausführungsbeispielen erhalten. Das siebzehnte und achtzehnte Ausführungsbeispiel sind im Wesentlichen die gleichen wie das erste bis vierzehnte Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede des siebzehnten und achtzehnten Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten bis vierzehnten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 25 gezeigt ist, hat in dem siebzehnten Ausführungsbeispiel der Vorrichtungswärmetauscher 10 zwei untere Tanks 121 und 122 und einen oberen Tank 11. Der Vorrichtungswärmetauscher 10 hat einen horizontalen Wärmetauschabschnitt 132, der die zwei unteren Tanks 121 und 122 verbindet, und einen vertikalen Wärmetauschabschnitt 133, der senkrecht zu dem horizontalen Wärmetauschabschnitt 132 vorgesehen ist. Ein Abschnitt an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des vertikalen Wärmetauschabschnitts 133 ist mit einer mittleren Position des horizontalen Wärmetauschabschnitts 132 verbunden. Des Weiteren ist ein Abschnitt an der oberen Zeit in der Schwerkraftrichtung des vertikalen Wärmetauschabschnitts 133 mit dem oberen Tank 11 verbunden. Die zwei unteren Tanks 121 und 122, der eine obere Tank 11, der horizontale Wärmetauschabschnitt 132 und der vertikale Wärmetauschabschnitt 133 sind einstückig ausgebildet.
  • Die zusammengebauten Batterien 2 sind derart installiert, dass Anschlüsse 22 der jeweiligen Batteriezellen 21, die in jeder zusammengebauten Batterie 2 umfasst sind, in der Richtung orientiert sind, die die Schwerkraftrichtung schneidet. Die zusammengebaute Batterie 2 ist derart installiert, dass die Fläche 24 der zusammengebauten Batterie 2, die senkrecht zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22 ist, die an dieser vorgesehen ist, an dem horizontalen Wärmetauschabschnitt 132 über die wärmeleitende Platte 14 angebracht ist. Die zusammengebaute Batterie 2 ist derart installiert, dass die Fläche 23 der zusammengebauten Batterie 2, die entgegengesetzt zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22 ist, die daran vorgesehen sind, an dem vertikalen Wärmetauschabschnitt 133 über die wärmeleitende Platte 14 angebracht ist.
  • In dem siebzehnten Ausführungsbeispiel kann der Vorrichtungswärmetauscher 10 die Fläche 24 der zusammengebauten Batterie 2 senkrecht zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22, die daran vorgesehen sind, sowie die Fläche 23 der zusammengebauten Batterie entgegengesetzt zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22, die daran vorgesehen sind, gleichzeitig kühlen oder aufwärmen.
  • (Achtzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Wie in 26 gezeigt ist, hat in dem achtzehnten Ausführungsbeispiel der Wärmetauschabschnitt einen horizontalen Abschnitt 134, einen ersten geneigten Abschnitt 135 und einen zweiten geneigten Abschnitt 136. Der horizontale Abschnitt 134 erstreckt sich in der horizontalen Richtung. Der erste geneigte Abschnitt 135 erstreckt sich schräg nach unten in der Schwerkraftrichtung von einem Teil an einer Seite des horizontalen Abschnitts 134. Der zweite geneigte Abschnitt 136 erstreckt sich schräg nach oben in der Schwerkraftrichtung von einem anderen Teil an der anderen Seite des horizontalen Abschnitts 134. Der untere Tank 12 ist mit einem Teil des ersten geneigten Abschnitt 135 entgegengesetzt zu dem horizontalen Abschnitt 134 verbunden. Der obere Tank 11 ist mit einem Teil des zweiten geneigten Abschnitts 136 entgegengesetzt zu dem horizontalen Abschnitt 134 verbunden. Das heißt der obere Tankt 11 ist bei einer höheren Position angeordnet als der unter Tank 12. Der horizontale Abschnitt 134, der erste geneigte Abschnitt 135, der zweite geneigt Abschnitt 136, der untere Tank 12 und der obere Tank 11 sind einstückig ausgebildet.
  • Die zusammengebaute Batterie 2 ist derart installiert, dass die Anschlüsse 22 der Batteriezellen 21, die in der zusammengebauten Batterie 2 umfasst sind, nach oben in der Schwerkraftrichtung ausgerichtet sind. Die zusammengebaute Batterie 2 ist derart installiert, dass die Fläche 23 der zusammengebauten Batterie 2 entgegengesetzt zu der Fläche 25 von dieser mit den Anschlüssen 22, die an dieser vorgesehen sind, an dem horizontalen Abschnitt 134 des Wärmetauschabschnitts 13 über die wärmeleitende Platte 14 angebracht ist.
  • Das Installationsverfahren der zusammengebauten Batterie 2 ist nicht auf diejenigen beschränkt, die in dem ersten bis achtzehnten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Alternativ können verschiedene Installationsverfahren angewendet werden. Die Anzahl, Form und dergleichen der jeweiligen Batteriezellen 21, die in der zusammengebauten Batterie 2 umfasst sind, sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in dem ersten bis achtzehnten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Jede Anzahl, Form und dergleichen der Batteriezellen 21 kann verwendet werden.
  • (Neunzehntes Ausführungsbeispiel)
  • Ein neunzehntes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das neunzehnte Ausführungsbeispiel wird durch Ändern von Teilen der Gestaltung des Fluiddurchgangs 60 in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das neunzehnte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 27 und 28 gezeigt ist, hat in dem neunzehnten Ausführungsbeispiel der Fluiddurchgang 60, an einem Punkt von seiner Route, ein Flüssigkeitsreservoir 63 zum Speichern des Flüssigphasenarbeitsfluids, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurch strömt. Wenigstens ein Teil des Flüssigkeitsreservoirs 63 ist innerhalb des Höhenbereichs zwischen dem oberen Verbindungsabschnitt 15 und dem unteren Verbindungsabschnitt 16 des Vorrichtungswärmetauschers 10 gelegen. Somit speichert der Vorrichtungstemperaturregler 1 die Menge von Arbeitsfluid, der erfordert ist, um die zusammengebaute Batterie 2 zu kühlen und aufzuwärmen, in dem Flüssigkeitsreservoir 63 und stellt die Höhe des Flüssigkeitsniveaus FL des Arbeitsfluids in dem Flüssigkeitsreservoirs 63 ein, wodurch es möglich gemacht ist, die Höhe des Flüssigkeitsniveaus FL des Arbeitsfluids in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 leicht einzustellen, wenn die zusammengebaute Batterie 2 erwärmt und gekühlt wird.
  • 28 ist eine Querschnittsansicht des Vorrichtungswärmetauschers 10 und des Fluiddurchgangs 60. Das Flüssigkeitsreservoir 63 ist durch Vergrößern des Innendurchmessers eines Teils der Route in dem Fluiddurchgang 60 ausgebildet. Somit kann das Flüssigkeitsreservoir 63 mit einer einfachen Gestaltung in dem Fluiddurchgang 60 vorgesehen werden.
  • Der Erwärmungsabschnitt 61 ist in einer Position vorgesehen, die das Erwärmen des Flüssigphasenarbeitsfluids ermöglicht, das in dem Flüssigkeitsreservoir 63 gespeichert ist. Somit kann die Erwärmungseffizienz des Erwärmungsabschnitts 61 für das Arbeitsfluid erhöht werden.
  • (Zwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Das zwanzigste Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das zwanzigste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung des Fluiddurchgangs 60 und dergleichen in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Das zwanzigste Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 29 und 30 gezeigt ist, hat in dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel der Fluiddurchgang 60 das Flüssigkeitsreservoir 63. Das Flüssigkeitsreservoir 63, das in dem Fluiddurchgang 60 umfasst ist, ist in Verbindung mit dem Flüssigphasendurchgang 40. Ein Abschnitt des Fluiddurchgangs 60 an der entgegengesetzten Seite zu dem Flüssigkeitsreservoir 63 ist mit dem Gasphasendurchgang 50 über ein Dreiwege-Umschaltventil 71 verbunden.
  • 29 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 kühlt, mit Pfeilen mit durchgehender Linie und gestrichelter Linie. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 aus und stoppt den Betrieb des Erwärmungsabschnitts 61. Die Steuerungseinrichtung 5 öffnet das Fluidsteuerungsventil 70, so dass das Arbeitsfluid zu dem Flüssigphasendurchgang 40 strömt. Während das Fahrzeug gestoppt ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Leistungsquelle des Gebläselüfters 33 ein, der Luft zu dem Kondensator 30 bläst. Wenn jedoch das Fahrzeug fährt, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Leistungsquelle des Gebläselüfters 33 aus, weil die Fahrtluft zu dem Kondensator 30 strömt.
  • In dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel steuert die Steuerungseinrichtung 5, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, das Dreiwege-Umschaltventil 71. Durch den Betrieb des Dreiwege-Umschaltventils 71 kommt der Gasphasendurchgang 50, der an der Seite des oberen Verbindungsabschnitts 15 mit Bezug zu dem Dreiwege-Umschaltventil 71 gelegen ist, in Verbindung mit dem Gasphasendurchgang 50, der an der Seite des Kondensators 30 mit Bezug auf das Dreiwege-Umschaltventil 71 gelegen ist, während die Verbindung zwischen dem Fluiddurchgang 60 und dem Gasphasendurchgang 50 blockiert wird.
  • Somit strömt das Arbeitsfluid, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, von dem Kondensator 30 zu dem Flüssigphasendurchgang 40, dem unteren Tank 12, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem oberen Tank 11, dem Gasphasendurchgang 50 und dem Kondensator 30 in dieser Reihenfolge. Das heißt ein schleifenförmiger Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Kondensator 30 hindurch ausgebildet.
  • 30 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 ein, um den Erwärmungsabschnitt 61 zu betätigen. Die Steuerungseinrichtung 5 schließt das Fluidsteuerungsventil 70, wodurch die Strömung des Arbeitsfluids in dem Flüssigphasendurchgang 40 blockiert wird.
  • In dem zwanzigsten Ausführungsbeispiel steuert die Steuerungseinrichtung 5, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, das Dreiwege-Umschaltventil 71. Durch den Betrieb des Dreiwege-Umschaltventils 71 kommt der Fluiddurchgang 60 mit dem Gasphasendurchgang 50 an der oberen Verbindungsseite mit Bezug auf das Dreiwege-Umschaltventil 71 in Verbindung, während die Verbindung zwischen dem Fluiddurchgang 60 und dem Gasphasendurchgang 50 an der Seite des Kondensators 30 mit Bezug auf das Dreiwege-Umschaltventil 71 blockiert wird.
  • Somit strömt das Arbeitsfluid, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Das heißt der schleifenförmige Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Fluiddurchgang 60 hindurch ausgebildet, ohne durch den Kondensator 30 hindurch zu gehen.
  • (Einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung des Vorrichtungswärmetauschers 10 in dem ersten bis zwanzigsten Ausführungsbeispiel erhalten. Das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen das Gleiche wie jedes von dem ersten bis zwanzigsten Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nur die Unterschiede gegenüber dem ersten bis zwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 31 gezeigt ist, hat der Vorrichtungswärmetauscher 10 des einundzwanzigsten Ausführungsbeispiels keinen oberen Tank, keinen unteren Tank, und keine Vielzahl von Rohren. Der Vorrichtungswärmetauscher 10 des einundzwanzigsten Ausführungsbeispiels ist durch ein einzelnes Gehäuse 17 ausgebildet. Selbst der Vorrichtungswärmetauscher 10 des einundzwanzigsten Ausführungsbeispiels kann die gleichen Betriebe und Effekte wie der Vorrichtungswärmetauscher 10 zeigen, der in dem ersten bis zwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
  • (Zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Das zweiundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird durch Eliminieren der Kühlungsfunktion von dem Vorrichtungstemperaturregler 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten und ist im Wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel bezüglich anderen Gestaltungen. Somit werden nachstehend nur die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 32 gezeigt ist, hat der Vorrichtungswärmetauscher 10 des zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiels keinen Kondensator 30, keinen Flüssigphasendurchgang 40 und keinen Gasphasendurchgang 50. Der Fluidzirkulationskreislauf 4, der in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 des zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiels erfasst ist, ist als ein Fluidkreislauf gestaltet, in dem der Vorrichtungswärmetauscher 10 und der Fluiddurchgang 60 geschlossen sind.
  • Der Fluiddurchgang 60 hat ein Ende von sich, das mit dem oberen Verbindungsabschnitt 15 des Vorrichtungswärmetauschers 10 verbunden ist, und das andere Ende von sich, das mit dem unteren Verbindungsabschnitt 16 des Wärmetauschers 10 verbunden ist. Der Fluiddurchgang 60 ist mit dem Erwärmungsabschnitt 61 zum Erwärmen des Flüssigphasenarbeitsfluids versehen, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurch strömt.
  • Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 ein, um den Erwärmungsabschnitt 61 zu betätigen. Das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt 61 erwärmt wird, um Dampf zu werden, strömt durch den Fluiddurchgang 60 hindurch nach oben in der Schwerkraftrichtung und strömt dann von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 in den unteren Tank 11 des Vorrichtungswärmetauschers 10. Das Gasphasenarbeitsfluid hat die Eigenschaft des Strömens zu einem Abschnitt, der eine niedrigere Temperatur hat. Somit wird das Gasphasenarbeitsfluid in die Vielzahl von Rohren 131 aufgeteilt, die mit den Batteriezellen 21 in Kontakt sind, die eine niedrigere Temperatur haben, und wird dann durch einen Wärmetausch mit jedem der Niedrigtemperaturzellen 21 kondensiert. Die Batteriezellen 21 werden in diesem Prozess durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids aufgewärmt (d.h. erwärmt). Anschließend werden die Flüssigphasenarbeitsfluide in dem unteren Tank 12 des Vorrichtungswärmetauschers 10 zusammengeführt und strömen von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Fluiddurchgang 60. Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, strömt das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Tank 11, dem Wärmetauschabschnitt 13, dem unteren Tank 12 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Das heißt ein schleifenförmiger Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Fluiddurchgang 60 hindurch ausgebildet.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiels kann auch die gleichen Betriebe und Effekte wie die Betriebe und Effekte zeigen, die während des Aufwärmens durch den Vorrichtungstemperaturregler 1 gezeigt werden, der in dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die Gestaltung des zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiels kann auch in geeigneter Weise mit der Gestaltung von einem oder allen von dem vorstehend beschriebenen ersten bis einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel kombiniert werden.
  • (Dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein dreiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 33 bis 39 beschrieben. Wie in dem ersten bis zweiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 als die Zielvorrichtung aufwärmt, strömt das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt 61 in die Gasphase erwärmt worden ist, von dem Fluiddurchgang 60 in den Vorrichtungswärmetauscher 10 über den oberen Verbindungsabschnitt 15. Das Gasphasenarbeitsfluid leitet Wärme in die jeweiligen Niedrigtemperaturzellen 21 innerhalb des Vorrichtungswärmetauschers 10 ab, um in eine flüssige Phase kondensiert zu werden. Zu dieser Zeit ist innerhalb des Vorrichtungswärmetauschers 10 die Kondensationsmenge des Arbeitsfluids in oberen Abschnitten der Vielzahl von Rohren 131 groß, während die Kondensationsmenge des Arbeitsfluids in unteren Abschnitten der Vielzahl von Rohren 131 klein ist, weil das Flüssigphasenarbeitsfluid in den Bodenabschnitten und den Seitenwänden der Rohre zurückgehalten wird. Somit ist der Umfang eines Erwärmens durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids in dem oberen Abschnitt von jeder Batteriezelle 21 groß, aber der Umfang eines Erwärmens in dem unteren Abschnitt von jeder Batteriezelle 21 ist klein im Vergleich zu dem oberen Abschnitt der Batteriezelle 21. Demzufolge kann, falls Variationen der Temperatur (d.h. einer Temperaturverteilung) zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt der Batteriezelle 21 groß werden, eine Stromkonzentration in dem oberen Abschnitt der Batteriezelle 21, der die höhere Temperatur hat, auftreten, wenn die zusammengebaute Batterie 2 geladen und entladen wird.
  • Aus diesem Grund sind das dreiundzwanzigste bist sechsundzwanzigste Ausführungsbeispiel, die nachstehend beschrieben werden, dafür gedacht, die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 zu unterdrücken, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt.
  • Wie in 33 gezeigt ist, ist die Gestaltung des Vorrichtungstemperaurreglers 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die gleiche wie die Gestaltung, die in dem achten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Das heißt der Erwärmungsabschnitt 61 ist aus einem elektrischen Heizer gebildet, der Wärme durch Energiebeaufschlagung erzeugt.
  • 33 stellt beispielhafte Gestaltungen der Steuerungseinrichtung 5 und der jeweiligen Sensoren dar, die mit der Steuerungseinrichtung 5 verbunden sind. Signale, die von einem oder mehreren Batterietemperatursensoren 101, einem Arbeitsfluidtemperatursensor 102, einem Erwärmungseinrichtungstemperatursensor 103 und dergleichen übertragen werden, werden zu der Steuerungseinrichtung 5 eingegeben. Der eine oder die mehreren Batterietemperatursensoren 101 erfassen die Temperatur von jeder oder einer der Batterien. Der Arbeitsfluidtemperatursensor 102 erfasst die Temperatur des Arbeitsfluids, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert. Der Erwärmungseinrichtungstemperatursensor 103 erfasst die Temperatur des Erwärmungsabschnitts 61. Die Steuerungseinrichtung 5 hat einen Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, der die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 bestimmt, einen Erwärmungseinrichtungsenergiebeaufschlagungszeiterfassungsabschnitt 111, der eine Energiebeaufschlagungszeit des Erwärmungsabschnitts 61 erfasst, einen Erwärmungseinrichtungsleistungserfassungsabschnitt 112, der die elektrische Leistung erfasst, die zu dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird, und dergleichen. Die Steuerungseinrichtung 5, der Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, der Erwärmungseinrichtungsenergiebeaufschlagungszeiterfassungsabschnitt 111, der Erwärmungseinrichtungsleistungserfassungsabschnitt 112 und dergleichen können einstückig oder separat ausgebildet sein. Dies kann auch auf die Ausführungsbeispiele angewendet werden, die später beschrieben sind.
  • 33 und 35 zeigen den Zustand des Vorrichtungstemperaturreglers 1 vor einem Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2. Die Steuerungseinrichtung 5 stoppt die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61. In diesem Zustand ist, wie in 35 gezeigt ist, das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 bei einer relativ niedrigen Position in der Höhenrichtung der Batteriezelle 21 gelegen.
  • 34 und 36 zeigen den Zustand, in dem der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 ein, um das Arbeitsfluid durch Verwenden des Erwärmungsabschnitts 61 zu erwärmen. Die Steuerungseinrichtung 5 schließt das Fluidsteuerungsventil 70, wodurch die Strömung des Arbeitsfluids in dem Gasphasendurchgang 50 blockiert wird.
  • 34 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn der Erwärmungsabschnitt 61 das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 erwärmt, verdampft das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60, um von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 in den oberen Tank 11 des Vorrichtungswärmetauschers 10 zu strömen. Das Gasphasenarbeitsfluid leitet Wärme in die zusammengebauten Batterien 2 ab, um innerhalb der Vielzahl von Rohren 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 kondensiert zu werden. Die Batteriezellen 21 werden in diesem Prozess durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids aufgewärmt (d.h. erwärmt). Aufgrund einer Kopfdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids, das in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 kondensiert ist, und dem Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in dem Fluiddurchgang 60, strömt das Arbeitsfluid in der flüssigen Phase des Vorrichtungswärmetauschers 10 von dem unteren Tank 12 zu dem Fluiddurchgang 60 über den unteren Verbindungsabschnitt 16. Das Arbeitsfluid wird durch den Erwärmungsabschnitt 61 in dem Fluiddurchgang 60 erwärmt und verdampft wieder und strömt dann in den Vorrichtungswärmetauscher 10. Durch solch eine Zirkulation des Arbeitsfluids kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmen.
  • Wie in 36 gezeigt ist, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, wird das Gasphasenarbeitsfluid in der Vielzahl von Rohren 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 kondensiert und dann strömt das kondensierte Arbeitsfluid nach unten in der Schwerkraftrichtung entlang einer Seitenwand 137 in jedem Rohr 131. Demzufolge wird der Flüssigkeitsfilm des Arbeitsfluids, der an der Seitenwand 137 in dem Rohr 131 ausgebildet ist, von der oberen Seite zu der unteren Seite des Rohrs allmählich dicker. Deshalb ist der Flüssigkeitsfilm des Arbeitsfluids in einem oberen Teil der Innenseite des Vorrichtungswärmetauschers 10 dünn, so dass die Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids für die Batteriezelle 21 gezeigt wird, relativ groß wird. Andererseits ist, in einem unteren Teil des Vorrichtungswärmetauschers 10, der Flüssigkeitsfilm des Arbeitsfluids dick, so dass die Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids für die Batteriezelle 21 gezeigt wird, relativ klein wird. In dem unteren Teil des Vorrichtungswärmetauschers 10 ist das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids hoch, so dass die Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids für die Batteriezelle 21 gezeigt wird, unterhalb des Flüssigkeitsniveaus FL extrem klein wird. Somit erhöht sich die Temperaturverteilung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 allmählich mit der verstrichenen Aufwärmzeit.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Steuerungseinrichtung 5 eine Steuerung durch, um die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 zu stoppen, nachdem eine gewisse Zeitspanne seit dem Beginn des Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 verstrichen ist. Somit wird das Einströmen des Arbeitsfluids von dem Fluiddurchgang 60 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 gestoppt. Demzufolge ist die Kopfdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsniveau FL in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 und dem Flüssigkeitsniveau FL in dem Fluiddurchgang 60 beseitigt, so dass das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in den Vorrichtungswärmetauscher 10 verringert ist, wie in 37 gezeigt ist. Wie durch einen Pfeil α in 37 gekennzeichnet ist, strömt der Flüssigkeitsfilm an der Seitenwand 137 in dem Rohr 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 nach unten. Des Weiteren, wie durch einen Pfeil β in dieser gekennzeichnet ist, verdampft der Flüssigkeitsfilm an der oberen Seitenwand in dem Rohr 131 durch einen Wärmetausch mit einem vorher erwärmten Abschnitt der Batteriezelle 21. Deshalb wird der Flüssigkeitsfilm an der Seitenwand 137 in dem Rohr 131 dünn, und demzufolge wird ein Bereich der Seitenwand 137 in dem Rohr 131, der zu dem Gasphasenarbeitsfluid exponiert ist, breiter. Somit kann das Arbeitsfluid über einen weiten Bereich von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt des Rohrs 131 kondensiert werden. Demzufolge wird das Arbeitsfluid, das in dem oberen Abschnitt des Rohrs 131 mit einer relativ hohen Temperatur verdampft, in dem unteren Abschnitt des Rohrs 131 mit einer relativ niedrigeren Temperatur kondensiert, so dass die Temperaturverteilung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 sich allmählich verringert. Weil eine Wärmeleitung auch im Inneren jeder Batteriezelle 21 auftritt, wird die Temperaturgleichmachung von jeder Batteriezelle 21 über die Zeit gefördert.
  • Die Steuerungseinrichtung 5 beginnt die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 wieder, nachdem eine gewisse Zeitspanne seit dem Stoppen der Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 verstrichen ist. In dieser Weise kann die Steuerungseinrichtung 5 eine Erhöhung der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 durch Ausführen eines Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 unterdrücken, während das Antreiben und stoppen des Erwärmungsabschnitts 61 intermittierend wiederholt wird.
  • Als nächstes wird ein Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, mit Bezug auf ein Flussdiagramm von 38 beschrieben.
  • Zuerst, in Schritt S10, bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, ob eine Aufwärmanfrage für die zusammengebaute Batterie 2 gemacht ist. Wenn eine Aufwärmanfrage für die zusammengebaute Batterie 2 gemacht ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 ihren Prozess zu Schritt S20.
  • In Schritt S20 beginnt die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 und schaltet den Prozess zu Schritt S30.
  • In Schritt S30 bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, ob die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder größer als ein vorbestimmter erster Temperaturschwellenwert ist. Der erste Temperaturschwellenwert ist ein Wert, der beispielsweise durch ein Experiment oder dergleichen festgelegt ist und im Voraus in einem Speicher der Steuerungseinrichtung 5 gespeichert ist.
  • Hier kann der Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, der in der Steuerungseinrichtung 5 umfasst ist, die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 durch das folgende Verfahren auf der Basis von Signalen und dergleichen erfassen, die von den jeweiligen Sensoren eingegeben werden, die in 33 gezeigt sind.
  • In einem ersten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Signale, die von der Vielzahl von Batterietemperatursensoren 101 zum Erfassen der Temperatur der Batterie eingegeben werden. Die Vielzahl von Batterietemperatursensoren 101 sind bevorzugt in dem oberen Teil und dem unteren Teil von einer oder jeder der Batteriezellen 21 installiert. Somit kann die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung in dem oberen und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 direkt erfassen.
  • In einem zweiten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Signale, die von dem Erwärmungseinrichtungstemperatursensor 103 und von dem Arbeitsfluidtemperatursensor 102 eingegeben werden. Der Erwärmungseinrichtungstemperatursensor 103 erfasst die Temperatur des Erwärmungsabschnitts 61. Der Arbeitsfluidtemperatursensor 102 erfasst die Temperatur des Arbeitsfluids, das in dem Thermosiphonkreislauf des Vorrichtungstemperaturreglers 1 zirkuliert. Wenn die Temperatur des Erwärmungsabschnitts 61 im Vergleich zu der Temperatur des Arbeitsfluids höher wird, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert, erhöht sich die Erwärmungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • In einem dritten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Zeitspanne, während der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist. Die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist, ist eine kontinuierliche Energiebeaufschlagungseinschaltzeit des Erwärmungsabschnitts 61, die durch den Erwärmungseinrichtungsenergiebeaufschlagungszeiterfassungsabschnitt 111 erfasst wird. Je länger die Zeitspanne ist, während der der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist, desto größer wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • Die Steuerungseinrichtung 5 kann auch die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Zeitspanne erfassen, während der der Erwärmungsabschnitt 61 seinen Betrieb kontinuierlich stoppt. Die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt 61 seinen Betrieb kontinuierlich stoppt, ist eine kontinuierliche Energiebeaufschlagungsausschaltzeit des Erwärmungsabschnitts 61, die durch den Erwärmungseinrichtungsenergiebeaufschlagungszeiterfassungsabschnitt 111 erfasst wird. Je länger die Zeitspanne ist, während der der Erwärmungsabschnitt 61 seinen Betrieb kontinuierlich stoppt, desto kleiner wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • In einem vierten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der elektrischen Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird. Die Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird, wird durch den Erwärmungseinrichtungsleistungserfassungsabschnitt 112 erfasst. Wenn die elektrische Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird, größer wird, erhöht sich die Erwärmungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird. Wenn die elektrische Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird, kleiner wird, verringert sich die Erwärmungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 klein wird.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 5 in Schritt S30 von 38 bestimmt, dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder höher als der vorbestimmte erste Temperaturschwellenwert ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu Schritt S40.
  • In Schritt S40 stoppt die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61. Somit wird das Einströmen des Arbeitsfluids von dem Fluiddurchgang 60 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 gestoppt, so dass die Strömung des Arbeitsfluids gestoppt wird. Demzufolge wird, wie in 37 gezeigt ist, das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 abgesenkt, wodurch der Flüssigkeitsfilm an der Seitenwand 137 in dem Rohr 131 dünner gemacht wird, was zu einem verbreiterten Bereich der Seitenwand 137 in dem Rohr 131 führt, der zu dem Gasphasenarbeitsfluid exponiert ist. Deshalb kann das Arbeitsfluid über einen weiten Bereich von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt des Rohrs 131 kondensiert werden. Demzufolge ist die Temperaturverteilung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 allmählich verringert. Weil eine Wärmeleitung auch im Inneren jeder Batteriezelle 21 auftritt, verringert sich die Temperaturverteilung von jeder Batteriezelle 21 mit der Zeit.
  • In Schritt S50, der Schritt S40 folgt, bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, ob eine Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 eliminiert ist. Im speziellen bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, ob die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter zweiter Temperaturschwellenwert ist. Der zweite Temperaturschwellenwert ist ein Wert, der durch beispielsweise ein Experiment oder dergleichen festgelegt wird und der im Voraus in dem Speicher der Steuerungseinrichtung 5 gespeichert ist. Wenn die Steuerungseinrichtung 5 bestimmt, dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder größer als der vorbestimmte zweite Temperaturschwellenwert ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, das die Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 nicht beseitigt ist und schaltet somit den Prozess zu S60. Die Steuerungseinrichtung 5 hält den Zustand des Stoppens der Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 in Schritt S60 aufrecht und schaltet dann den Prozess zu S50. Die Prozesse von Schritten S50 und S60 werden wiederholt durchgeführt, bis die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder niedriger als der vorbestimmte zweite Temperaturschwellenwert ist.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 5 in Schritt S50 bestimmt, dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte zweite Temperaturschwellenwert ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, dass die Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 beseitigt ist, und schaltet somit den Prozess zu Schritt S70. In Schritt S70 startet die Steuerungseinrichtung 5 die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 wieder und beendet temporär den Prozess. Nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, führt die Steuerungseinrichtung 5 den vorstehend beschriebenen Prozess wieder von Schritt S10 an wiederholt durch.
  • Wenn die Aufwärmanfrage für die zusammengebaute Batterie 2 in dem vorstehend genannten Schritt S10 nicht gemacht ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu dem Schritt S80 und beendet den Prozess temporär, während sie die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 stoppt. Nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, führt die Steuerungseinrichtung 5 die vorstehend genannten Prozesse wieder von Schritt S10 an in wiederholter Weise durch.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 5 in dem vorstehend genannten Schritt S30 bestimmt, dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 kleiner ist als der vorbestimmte erste Temperaturschwellenwert, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu Schritt S90, in dem die Steuerungseinrichtung die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 fortführt, und beendet den Prozess temporär. Nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, führt die Steuerungseinrichtung 5 die zuvor genannten Prozesse wieder von Schritt S10 an in wiederholter Weise durch.
  • Die Betriebe und Effekte des Aufwärmsteuerungsprozesses des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden mit Bezug auf den Graphen von 39 beschrieben.
  • 39 zeigt, mit einer durchgehenden Linie TD1, den Übergang der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 unter dem Aufwärmsteuerungsprozess des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Andererseits zeigt 39, mit einer durchgehenden Linie TD2, den Übergang der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2, wenn die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 fortlaufend eingeschaltet ist, während eines Aufwärmens, ohne den Aufwärmsteuerungsprozess des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchzuführen.
  • Wie mit der durchgehenden Linie TD2 gekennzeichnet ist, erhöht sich die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 mit der Zeit von der Zeit t1 bis zu der Zeit t3, wenn die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 während eines Aufwärmens kontinuierlich eingeschaltet ist, ohne den Aufwärmsteuerungsprozess des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchzuführen. Zu der Zeit t3 wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 maximal. Nachdem das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 zu der Zeit t3 abgeschlossen ist, wird die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 gestoppt, und demzufolge verringert sich die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 mit der Zeit.
  • Wie mit der durchgehenden Linie TD1 gekennzeichnet ist, wird, während der Aufwärmsteuerungsprozess des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 von der Zeit t1 bis zu der Zeit t2, von der Zeit t4 bis zu der Zeit t5 und von der Zeit t6 bis zu der Zeit t7 ausgeführt, während die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 von der Zeit t2 bis zu der Zeit t4, von der Zeit t5 bis zu der Zeit t6 und von der Zeit t7 und danach gestoppt ist. In dieser Weise ändert sich, wenn das Einschalten/Ausschalten der Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 während eines Aufwärmens intermittierend wiederholt wird, die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 innerhalb eines gewissen Bereichs. Deshalb kann die Steuerungseinrichtung 5 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmen, während eine Erhöhung der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 unterdrückt wird, durch intermittierendes Wiederholen des Antreibens und Stoppens des Erwärmungsabschnitts 61 während eines Aufwärmens der zusammengebauten Batterie. Demzufolge, wenn die zusammengebaute Batterie 2 geladen und entladen wird, kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 ein Auftreten der Stromkonzentration in einem Abschnitt der Batteriezelle 21, der eine hohe Temperatur hat, verhindern, wodurch die Verschlechterung und das Brechen der zusammengebauten Batterie 2 verhindert wird.
  • (Vierundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Das vierundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 40 bis 43 beschrieben. Die Gestaltung des Vorrichtungstemperaturreglers 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die Gestaltung, die in dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Jedoch unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel von dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, in dem Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 durchgeführt wird. In dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, unterdrückt die Steuerungseinrichtung 5 eine Erhöhung der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 durch die Steuerung, die ein intermittierendes Einschalten und Ausschalten der Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61 während des Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 beinhaltet. Andererseits unterdrückt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerungseinrichtung 5 eine Erhöhung der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 durch die Steuerung, die ein wiederholtes Erhöhen und Verringern der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 während eines Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 beinhaltet.
  • 41 zeigt den Zustand des Vorrichtungstemperaturreglers 1 vor einem Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2. Die Steuerungseinrichtung 5 stoppt die Energiebeaufschlagung des Erwärmungsabschnitts 61. In diesem Zustand ist das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 bei einer relativ niedrigen Position in der Höhenrichtung der Batteriezelle 21 gelegen.
  • 42 zeigt den Zustand, in dem der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, beaufschlagt die Steuerungseinrichtung 5 den Erwärmungsabschnitt 61 mit Energie, um das Arbeitsfluid durch Verwenden des Erwärmungsabschnitts 61 zu erwärmen. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, wird das Gasphasenarbeitsfluid in der Vielzahl von Rohren 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 kondensiert, und dann strömt das kondensierte Arbeitsfluid nach unten in der Schwerkraftrichtung entlang der Seitenwand 137 in jedem Rohr 131. Demzufolge wird der Flüssigkeitsfilm des Arbeitsfluids, der an der Seitenwand 137 in dem Rohr 131 ausgebildet ist, von der oberen Seite zu der unteren Seite des Rohrs allmählich dicker. Deshalb ist, in dem oberen Teil des Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10, der Flüssigkeitsfilm des Arbeitsfluids dünn, so dass die Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids für die Batteriezelle 21 gezeigt wird, groß wird. Andererseits ist, in dem unteren Teil des Vorrichtungswärmetauschers 10, der Flüssigkeitsfilm des Arbeitsfluids dick, so dass die Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids für die Batteriezelle 21 gezeigt wird, relativ klein wird. In dem unteren Teil des Vorrichtungswärmetauschers 10 ist das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids hoch, so dass die Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids für die Batteriezelle 21 gezeigt wird, extrem klein unterhalb des Flüssigkeitsniveaus FL wird. Somit erhöht sich die Temperaturverteilung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 allmählich mit der verstrichenen Aufwärmzeit.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Steuerungseinrichtung 5 eine Steuerung durch, um die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 zu verringern, nachdem eine gewisse Zeitspanne seit dem Beginn des Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 verstrichen ist. Somit wird die Einströmmenge des Arbeitsfluids von dem Fluiddurchgang 60 in den Vorrichtungswärmetauscher 10 verringert, was das Strömen des Arbeitsfluids moderat macht. Demzufolge wird, wie in 43 gezeigt ist, das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 abgesenkt. Der Flüssigkeitsfilm an der Seitenwand 137 innerhalb des Rohrs 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 ist dünner gemacht, wodurch eine Differenz der Erwärmungskapazität, die durch die latente Wärme einer Kondensation des Arbeitsfluids zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Rohrs 131 gezeigt wird, verringert wird. Das heißt, eine Differenz des Wärmetauschbetrags zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Rohrs 131 wird verringert. Die Wärmeleitung tritt auch im Inneren jeder Batteriezelle 21 auf. Deshalb verringert sich die Temperaturverteilung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 allmählich mit der verstrichenen Aufwärmzeit von dem Beginn des Verringerns der Erwärmungskapazität.
  • Die Steuerungseinrichtung 5 führt eine Steuerung durch, um die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 wieder zu erhöhen, nachdem eine gewisse Zeitspanne seit der Verringerung der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 verstrichen ist. In dieser Weise kann die Steuerungseinrichtung 5 eine Erhöhung der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 durch Ausführen des Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 unterdrücken, während die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 wiederholt erhöht und verringert wird.
  • Der Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, wird mit Bezug auf ein Flussdiagramm von 40 beschrieben.
  • Die Prozesse von Schritt S10 bis S30 sind die gleichen wie diejenigen, die in dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 5 in Schritt S30 bestimmt, dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 gleich wie oder höher als der vorbestimmte erste Temperaturschwellenwert ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu Schritt S41. In Schritt S41 verringert die Steuerungseinrichtung 5 den Betrag von Leistung, die von dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird, wodurch die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 verringert wird. Somit wird die Einströmmenge des Gasphasenarbeitsfluids von dem Fluiddurchgang 60 in den Vorrichtungswärmetauscher 10 verringert, was die Strömung des Arbeitsfluids moderat macht. Demzufolge wird, wie in 43 gezeigt ist, das Flüssigkeitsniveau FL des Arbeitsfluids in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 abgesenkt. Der Flüssigkeitsfilm an der Seitenwand 137 innerhalb des Rohrs 131 des Vorrichtungswärmetauschers 10 ist dünner gemacht, wodurch eine Differenz der Wärmetauschmenge zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Rohrs 131 verringert ist. Die Wärmeleitung tritt auch im Inneren von jeder Batteriezelle 21 auf. Deshalb verringert sich die Temperaturverteilung zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil von jeder Batteriezelle 21 mit der Zeit allmählich.
  • In Schritt S50, der Schritt S41 folgt, bestimmt die Steuerungseinrichtung 5, ob eine Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 beseitigt ist. Wenn die Steuerungseinrichtung 5 bestimmt, dass die Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 nicht beseitigt ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu Schritt S61. Die Steuerungseinrichtung 5 hält den Zustand des Verringerns der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 in Schritt S61 aufrecht. Die Prozesse von Schritten S50 und S61 werden wiederholt durchgeführt, bis die Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 beseitigt ist.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 5 andererseits in Schritt S50 bestimmt, dass die Temperaturvariation der zusammengebauten Batterie 2 beseitigt ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu Schritt S71. In Schritt S71 erhöht die Steuerungseinrichtung 5 die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 wieder. Im Speziellen erhöht die Steuerungseinrichtung 5 den Betrag von Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt 61 zugeführt wird. Nach dem Prozess in Schritt S71 wird der Prozess temporär beendet. Nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, führt die Steuerungseinrichtung 5 die zuvor genannten Prozesse wieder von Schritt S10 an in wiederholter Weise durch.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 5 in dem vorstehend genannten Schritt S30 bestimmt, dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 kleiner ist als der vorbestimmte erste Temperaturschwellenwert, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Prozess zu Schritt S91, in dem die Steuerungseinrichtung die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 kontinuierlich aufrechterhält. Nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, führt die Steuerungseinrichtung 5 die zuvor genannten Prozesse wieder von Schritt S10 an in wiederholter Weise durch.
  • Der Aufwärmsteuerungsprozess, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann die gleichen Betriebe und Effekte wie der Aufwärmsteuerungsprozess in dem dreiundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, zeigen.
  • (Fünfundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Das fünfundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 44 beschrieben. Das fünfundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird durch Verwenden eines Peltier-Elements 54 als der Erwärmungsabschnitt 61, anstelle des elektrischen Heizers, in dem dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, erhalten.
  • 44 stellt beispielhaft die jeweiligen Sensoren dar, die mit der Steuerungseinrichtung 5 verbunden sind. Signale, die von dem Batterietemperatursensor 101, dem Arbeitsfluid-Temperatursensor 102, einem Peltier-Element-Temperatursensor 104 zum Erfassen der Temperatur des Peltier-Elements 64 und dergleichen übertragen werden, werden zu der Steuerungseinrichtung 5 eingegeben. Die Steuerungseinrichtung 5 hat den Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, einen Peltier-Element-Energiebeaufschlagungszeit-Erfassungsabschnitt 113, der eine Energiebeaufschlagungszeit des Peltier-Elements 64 erfasst, einen Peltier-Element-Leistungserfassungsabschnitt 114, der die elektrische Leistung erfasst, die zu dem Peltier-Element 64 zugeführt wird, und dergleichen.
  • Der Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, ist der gleiche wie der Aufwärmsteuerungsprozess, der in jedem von dem vorstehend beschriebenen dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
  • Hier, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, kann der Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, der in der Steuerungseinrichtung 5 umfasst ist, die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis von Signalen und dergleichen erfassen, die von den jeweiligen Sensoren, die in 44 gezeigt sind, eingegeben werden, und zwar durch das folgende Verfahren.
  • In einem ersten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Signale, die von der Vielzahl von Batterietemperatursensoren 101 zum Erfassen der Temperatur der Batterie eingegeben werden. Somit kann die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung in jedem von dem oberen und dem unteren Teil der Batteriezelle 21 direkt erfassen.
  • In einem zweiten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Signale, die von dem Peltier-Element-Temperatursensor 104 und dem Arbeitsfluid-Temperatursensor 102 eingegeben werden. Wenn die Temperatur des Peltier-Elements 64 im Vergleich zu der Temperatur des Arbeitsfluids höher wird, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert, erhöht sich die Erwärmungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • In einem dritten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Zeitspanne, während das Peltier-Element 64 kontinuierlich im Betrieb ist, oder auf der Basis der Zeitspanne, während das Peltier-Element 64 seinen Betrieb kontinuierlich stoppt. Je länger die Zeitspanne ist, während der das Peltier-Element 64 kontinuierlich in Betrieb ist, desto größer wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2. Je länger die Zeitspanne ist, während der das Peltier-Element 64 seinen Betrieb kontinuierlich stoppt, desto kleiner wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • In einem vierten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der elektrischen Leistung, die zu dem Peltier-Element 64 zugeführt wird. Wenn die elektrische Leistung, die zu dem Peltier-Element 64 zugeführt wird, größer wird, erhöht sich die Erwärmungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann auch die gleichen Betriebe und Effekte wie diejenigen in dem vorstehend beschriebenen dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel zeigen.
  • (Sechsundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Das sechsundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 45 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung bezüglich des Erwärmungsabschnitts 61 in dem vorstehend genannten dreiundzwanzigsten bis fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel erhalten. Der Erwärmungsabschnitt 61 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 und ist gestaltet, um ein Hindurchfließen des heißen Wassers durch diesen hindurch während eines Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 zu bewirken.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nützt den Kühlmittelkreislauf 9. Der Kühlmittelkreislauf 9 hat eine Wasserpumpe 91, einen Heizer 96 für heißes Kühlmittel, den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 und ein Kühlmittelrohr 94, das diese verbindet. Wasser strömt durch den Kühlmittelkreislauf 9.
  • Die Wasserpumpe 91 druckfördert Wasser und lässt das Wasser in dem Kühlmittelkreislauf 9 zirkulieren, wie durch den Pfeil WF von 45 gekennzeichnet ist. Der Heizer 96 für heißes Kühlmittel kann das Wasser, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt, in heißes Wasser erwärmen. Das heiße Wasser, das aus dem Heizer 96 für heißes Kühlmittel ausströmt, strömt in den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93. Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt, und dem heißen Wasser austauscht, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt. Das heißt, der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 als der Erwärmungsabschnitt 61 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, durch das heiße Wasser erwärmen, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt.
  • 45 stellt beispielhaft die jeweiligen Sensoren dar, die mit der Steuerungseinrichtung 5 verbunden sind. Signale, die von diesen Sensoren übertragen werden, werden zu der Steuerungseinrichtung 5 eingegeben. Diese Sensoren umfassen den Batterietemperatursensor 101, den Arbeitsfluid-Temperatursensor 102, einen Kühlmittel-Arbeitsfluid-Temperatursensor 105 zum Erfassen der Temperatur von Wasser, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 hindurchströmt, einen KühlmittelkreislaufStrömungsratensensor 106, der die Strömungsrate von Wasser erfasst, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, und dergleichen. Die Steuerungseinrichtung 5 hat den Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, einen Wasserpumpen-Energiebeaufschlagungszeit-Erfassungsabschnitt 115, der die Energiebeaufschlagungszeit der Wasserpumpe 91 erfasst, und dergleichen.
  • Der Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, ist der gleiche wie der Aufwärmsteuerungsprozess, der in dem dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, die vorstehend beschrieben sind.
  • Hier, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, kann der Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, der in der Steuerungseinrichtung 5 umfasst ist, die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis von Signalen und dergleichen erfassen, die von den jeweiligen Sensoren, die in 45 gezeigt sind, eingegeben werden, und zwar durch die folgenden Verfahren.
  • In einem ersten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Signale, die von der Vielzahl von Batterietemperatursensoren 101 zum Erfassen der Temperatur der Batterie eingegeben werden. Somit kann die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung in jedem von dem oberen und dem unteren Teil der Batteriezelle 21 direkt erfassen.
  • In einem zweiten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis einer Differenz zwischen der Temperatur von Wasser, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 strömt, die durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Temperatursensor 105 erfasst wird, und der Temperatur der zusammengebauten Batterie 2, die durch die Batterietemperatursensoren 101 erfasst wird. Wenn die Temperatur von Wasser, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 strömt (d.h. die Temperatur von heißem Wasser), im Vergleich zu der Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 höher wird, erhöht sich die Erwärmungskapazität für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • In einem dritten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt, sowie der Differenz zwischen der Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 strömt, und der Temperatur der zusammengebauten Batterie 2. Die Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 strömt, wird durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Temperatursensor 105 erfasst. Die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 wird durch die Batterietemperatursensoren 101 erfasst. Die Strömungsrate des Wassers, das durch den Kältemittelkreislauf 9 strömt, wird durch den Kühlmittelkreislaufströmungsratensensor 106 erfasst. Wenn die Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, höher wird, erhöht sich die Erwärmungskapazität für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird. Wenn die Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, niedriger wird, wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 kleiner.
  • In einem vierten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis einer Differenz zwischen der Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 hindurchströmt, und der Temperatur des Arbeitsfluids, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert. Die Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 hindurchströmt, wird durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Temperatursensor 105 durch die Steuerungseinrichtung 5 erfasst. Die Temperatur des Arbeitsfluids, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert, wird durch den Arbeitsfluidtemperatursensor 102 erfasst. Wenn die Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 hindurchströmt, im Vergleich zu der Temperatur des Arbeitsfluids höher wird, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert, erhöht sich die Erwärmungskapazität für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • In einem fünften Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist. Die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist, ist eine kontinuierliche Energiebeaufschlagungseinschaltzeit der Wasserpumpe 91, die durch den Wasserpumpenenergiebeaufschlagungszeiterfassungsabschnitt 115 erfasst wird. Je länger die Zeitspanne ist, während der die Wasserpumpe 91 kontinuierlich in Betrieb ist, desto größer wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2. Je länger die Zeitspanne ist, während der die Wasserpumpe 91 ihren Betrieb kontinuierlich stoppt, desto kleiner wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • In dem Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, verringert die Steuerungseinrichtung 5 die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61, wenn die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird. Im Speziellen wird die Verringerung der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 6 durch Verringern der Strömungsrate des Wassers von der Wasserpumpe 91, durch Verringern der Erwärmungskapazität des Heizers 96 für heißes Kühlmittel oder dergleichen durchgeführt. Wenn die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 groß wird, stoppt die Steuerungseinrichtung 5 den Betrieb des Erwärmungsabschnitts 61. Im Speziellen wird das Stoppen des Betriebs des Erwärmungsabschnitts 61 durch Stoppen des Betriebs der Wasserpumpe 91 oder dergleichen durchgeführt.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann auch die gleichen Betriebe und Effekte zeigen, wie diejenigen in dem dreiundzwanzigsten bis fünfundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind.
  • (Siebenundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein siebenundzwanzigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 46 und 47 beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung bezüglich des Erwärmungsabschnitts 61 in den vorstehend genannten dreiundzwanzigsten bis sechsundzwanzigsten Ausführungsbeispielen, die vorstehend beschrieben sind, erhalten. Der Erwärmungsabschnitt 61 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 und ist gestaltet, um ein Strömen des Kältemittels, das eine hohe Temperatur hat, durch sich hindurch während eines Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 zu gestatten. 46 lässt die Darstellung von Signalleitungen, die die Steuerungseinrichtung 5 und die jeweiligen Vorrichtungen verbinden, sowie der Steuerungseinrichtung 5 und der Sensoren weg, um eine Verkomplizierung der Figuren zu verhindern. Die Gestaltungen der Steuerungseinrichtung 5 und der Sensoren sind in 47 gezeigt.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet einen Wärmepumpenkreis 201. Der Wärmepumpenkreis 201 hat einen Kompressor 202, einen inneren Kondensator 203, ein erstes Expansionsventil 204, eine äußere Einheit 205, ein Rückschlagventil 206, ein zweites Expansionsventil 207, einen Verdampfer 208, einen Druckspeicher 209, ein Kältemittelrohr, das diese verbindet, und dergleichen.
  • Ein Umgehungsrohr 220 verbindet einen ersten Zweigabschnitt 211, der zwischen der äußeren Einheit 205 und dem Rückschlagventil 206 vorgesehen ist, mit einem zweiten Zweigabschnitt 212, der zwischen dem Verdampfer 208 und dem Druckspeicher 209 vorgesehen ist. Ein erstes Solenoidventil 221 ist in dem Umgehungsrohr 220 vorgesehen, und ein zweites Solenoidventil 222 ist in einem Kältemittelrohr vorgesehen, das das Rückschlagventil 206 und das zweite Expansionsventil 207 verbindet.
  • Der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 als der Erwärmungsabschnitt 61 ist mit einem ersten Rohr 231 und einem zweiten Rohr 232 zum Zuführen des Kältemittels zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 verbunden. Das erste Rohr 231 hat ein Ende von sich, das mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 verbunden ist, und das andere Ende von sich, das mit einem dritten Zweigabschnitt 213 verbunden ist, der an einem Punkt des Kältemittelrohrs vorgesehen ist, der das Rückschlagventil 206 und das Solenoidventil 222 verbindet. Ein vierter Zweigabschnitt 214, der an einem Punkt des ersten Rohrs 231 vorgesehen ist, ist mit einem Rohr 243 verbunden, das sich von einem ersten Dreiwegeventil 241 erstreckt, das zwischen dem inneren Kondensator 203 und dem ersten Expansionsventil 204 vorgesehen ist. Ein drittes Expansionsventil 233 ist an einem Punkt des ersten Rohrs 231 zwischen dem vierten Zweigabschnitt 214 und dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 vorgesehen. Ein drittes Solenoidventil 223 ist an einem Punkt des ersten Rohrs 231 zwischen dem vierten Zweigabschnitt 214 und dem dritten Zweigabschnitt 213 vorgesehen.
  • Das zweite Rohr 232 hat ein Ende von sich, das mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 verbunden ist, und das andere Ende von sich, das mit einem fünften Zweigabschnitt 215 verbunden ist, der an einem Punkt des Kältemittelrohrs vorgesehen ist, das den Verdampfer 208 und den zweiten Zweigabschnitt 212 verbindet. Ein zweites Dreiwegeventil 242 ist an einem Punkt des zweiten Rohrs 232 vorgesehen. Ein Rohr 244, das sich von dem zweiten Dreiwegeventil 242 erstreckt, ist mit einem sechsten Zweigabschnitt 216 verbunden, der zwischen dem ersten Dreiwegeventil 241 und dem ersten Expansionsventil 204 vorgesehen ist.
  • Der innere Kondensator 203 und der Verdampfer 208, die in dem Wärmepumpenkreis 201 umfasst sind, bilden einen Teil einer Erwärmungs-, Ventilations- und Luftklimatisierungseinheit (HVAC-Einheit) 250 zum Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine. Die HVAC-Einheit 250 kühlt eine Luft, die von einem Luftklimatisierungsgebläse 251 durch einen Ventilationsdurchgang eines Luftklimatisierungsgehäuses 252 hindurchströmt, durch den Verdampfer 208 und/oder erwärmt die Luft durch den inneren Kondensator 203, wodurch die resultierende klimatisierte Luft in die Fahrzeugkabine geblasen wird. Die HVAC-Einheit 215 hat eine Luftmischtür 253 zwischen dem Verdampfer 208 und dem inneren Kondensator 203. Die HVAC-Einheit 250 kann einen Erwärmerkern 254 haben.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 46 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kältemittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, mit durchgehender Linie und gestrichelter Linie. Während des Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 schaltet die Steuerungseinrichtung 5 das erste Dreiwegeventil 241 um, um zu bewirken, dass ein Teil des Kältemittels von dem inneren Kondensator 203 zu dem vierten Zweigabschnitt 214 strömt, und schaltet auch das zweite Dreiwegeventil 242 um, um zu bewirken, dass das Kältemittel von dem zweiten Rohr 232 zu dem sechsten Zweigabschnitt 216 strömt. Die Steuerungseinrichtung 5 drosselt das erste Expansionsventil 204, öffnet das erste Solenoidventil 221, schließt das zweite Solenoidventil 222 und das dritte Solenoidventil 223, öffnet das dritte Expansionsventil 233 oder drosselt in geeigneter Weise dessen Öffnungsgrad, und schaltet den Kompressor 202 ein.
  • Somit zirkuliert das Kältemittel, das von dem Kompressor 202 abgegeben wird, in dem Wärmepumpenkreis 201 von dem inneren Kondensator 203 zu dem ersten Expansionsventil 204, der äußeren Einheit 205, dem ersten Solenoidventil 221, dem Druckspeicher 209 und dem Kompressor 202 in dieser Reihenfolge innerhalb des Wärmepumpenkreises 201. Ein Teil des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis 201 zirkuliert, strömt von dem ersten Dreiwegeventil 241 zu dem ersten Rohr 231, dem dritten Expansionsventil 233, dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200, dem zweiten Rohr 232, dem zweiten Dreiwegeventil 242 und dem sechsten Zweigabschnitt 216. Das Kältemittel, das von dem ersten Rohr 231 in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, wird durch das dritte Expansionsventil 233 auf eine geeignete Temperatur zum Aufwärmen der Batterie dekomprimiert, und erwärmt das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt. Zu dieser Zeit verdampft das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt, (d.h. wird zu Dampf) in dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200, strömt nach oben und wird dann von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt. Anschließend leitet das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme in die Batteriezellen 21 ab, um kondensiert zu werden. Aufgrund eines Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 kondensiert, und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 kehrt das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • Wenn das Lufterwärmen des Inneren der Fahrzeugkabine durch die HVAC-Einheit 250 und das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 gleichzeitig durchgeführt werden, muss der Öffnungsgrad des dritten Expansionsventils 233 eingestellt werden, weil sich die Temperatur, die von dem inneren Kondensator 203 erfordert ist, von der Temperatur unterscheidet, die für das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 erfordert ist. Wenn nur die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, ohne das Innere der Fahrzeugkabine durch die HVAC-Einheit 250 Luft zu klimatisieren, kann die Menge des Kältemittels, das von dem Kompressor 202 abgegeben wird, eingestellt werden, um eine Menge des Kältemittels zu sein, die für das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 erfordert ist, während das dritte Expansionsventil 233 geöffnet wird.
  • Obwohl der Vorrichtungstemperaturregler 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch den Wärmepumpenkreis 201 verwendet, der für das Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine verwendet wird, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt. Alternativ kann ein anderer Wärmepumpenkreis, der für den Erwärmungsabschnitt 61 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 bestimmt ist, verwendet werden, neben dem Wärmepumpenkreis 201 für das Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, auch mit dem Kältemittel gekühlt werden, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 hindurchströmt, unter Verwendung des Wärmepumpenkreises 201. Jedoch ist die Beschreibung davon hier weggelassen.
  • 47 stellt beispielhaft die jeweiligen Sensoren dar, die mit der Steuerungseinrichtung 5 verbunden sind. Signale, die von den Batterietemperatursensoren 101, dem Arbeitsfluidtemperatursensor 102, einem Kältemitteltemperatursensor 107, einem Kältemittelströmungsratensensor 108 und dergleichen übertragen werden, werden zu der Steuerungseinrichtung 5 eingegeben. Der Kältemitteltemperatursensor 107 erfasst die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 hindurchströmt. Der Kältemittelströmungsratensensor 108 erfasst die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Wärmepumpenkreis 201 hindurchströmt. Die Steuerungseinrichtung 5 hat den Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, einen Kompressorbetriebszeiterfassungsabschnitt 116, einen Kompressordrehzahlerfassungsabschnitt 117, einen Kältemittelzirkulationszeiterfassungsabschnitt 118 und dergleichen. Der Kompressorbetriebszeiterfassungsabschnitt 116 erfasst die Betriebszeit des Kompressors 202. Der Kompressordrehzahlerfassungsabschnitt 117 erfasst die Drehzahl des Kompressors 202. Der Kältemittelzirkulationszeiterfassungsabschnitt 118 erfasst die Kältemittelzirkulationszeit des Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschers 200.
  • Der Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, ist der gleiche wie der Aufwärmsteuerungsprozess, der in dem dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, die vorstehend beschrieben sind.
  • Hier, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, kann der Temperaturverteilungsbestimmungsabschnitt 110, der in der Steuerungseinrichtung 5 umfasst ist, die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 durch die folgenden Verfahren auf der Basis von Signalen und dergleichen erfassen, die von den jeweiligen Sensoren eingegeben werden, die in 47 gezeigt sind.
  • Hier, in einem ersten Verfahren, erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis von Signalen, die von der Vielzahl von Batterietemperatursensoren 101 zum Erfassen der Temperatur der Batterie eingegeben werden. Somit kann die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung in jedem von dem oberen und dem unteren Teil der Batteriezelle 21 direkt erfassen.
  • In einem zweiten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis eines Unterschieds zwischen der Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 hindurchströmt, die durch den Kältemitteltemperatursensor 107 erfasst wird, und der Temperatur der zusammengebauten Batterie 2, die durch die Batterietemperatursensoren 101 erfasst wird. Wenn die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 hindurchströmt, im Vergleich zu der Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 höher wird, erhöht sich die Erwärmungskapazität für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • In einem dritten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Strömungsrate des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis strömt, sowie der Differenz zwischen der Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, und der Temperatur der zusammengebauten Batterie 2. Die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, wird durch den Kältemitteltemperatursensor 107 erfasst. Die Temperatur der zusammengebauten Batterie 2 wird durch die Batterietemperatursensoren 101 erfasst. Die Strömungsrate des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis strömt, wird durch den Kältemittelströmungsratensensor 108 erfasst. Wenn die Strömungsrate des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis strömt, höher wird, erhöht sich die Erwärmungskapazität für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird. Andererseits wird, wenn die Strömungsrate des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis strömt, niedriger wird, die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 kleiner.
  • In einem vierten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis eines Unterschieds zwischen der Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, und der Temperatur des Arbeitsfluids, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert. Die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, wird durch den Kältemitteltemperatursensor 107 erfasst. Die Temperatur des Arbeitsfluids, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert, wird durch den Arbeitsfluidtemperatursensor 102 erfasst. Wenn die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 hindurchströmt, im Vergleich zu der Temperatur des Arbeitsfluids höher wird, das in dem Thermosiphonkreislauf zirkuliert, erhöht sich die Erwärmungskapazität für die zusammengebaute Batterie 2, so dass die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird.
  • In einem fünften Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist. Die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt 61 kontinuierlich in Betrieb ist, ist eine kontinuierliche Betriebszeit des Kompressors 202, die durch den Kompressorbetriebszeiterfassungsabschnitt 116 erfasst wird. Je länger die Zeitspanne ist, während der der Kompressor 202 fortlaufend in Betrieb ist, desto größer wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2. Je länger die Zeitspanne ist, während der der Kompressor 202 seinen Betrieb kontinuierlich stoppt, desto kleiner wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • In einem sechsten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis der Drehzahl des Kompressors 202. Die Drehzahl des Kompressors 202 wird durch einen Kompressordrehzahlerfassungsabschnitt 117 erfasst. Je höher die Drehzahl des Kompressors 202 wird, desto größer wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2. Je niedriger die Drehzahl des Kompressors 202 wird, desto kleiner wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • In einem siebten Verfahren erfasst die Steuerungseinrichtung 5 die Größe der Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 auf der Basis einer Zirkulationszeit des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 hindurchströmt. Die Zirkulationszeit des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, wird durch den Kältemittelzirkulationszeiterfassungsabschnitt 118 erfasst. Je länger die Zirkulationszeit des Kältemittels ist, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, desto größer wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2. Je länger die Zirkulationsblockierungszeit des Kältemittels ist, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, desto kleiner wird die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2.
  • In dem Aufwärmsteuerungsprozess, der durch die Steuerungseinrichtung 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, verringert die Steuerungseinrichtung 5 die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61, wenn die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 größer wird. Im Speziellen wird die Verringerung der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts 61 durch Verringern der Drehzahl des Kompressors 202 oder dergleichen durchgeführt. Wenn die Temperaturverteilung der zusammengebauten Batterie 2 groß wird, stoppt die Steuerungseinrichtung 5 den Betrieb des Erwärmungsabschnitts 61. Im Speziellen wird das Stoppen des Betriebs des Erwärmungsabschnitts 61 durch Stoppen des Betriebs des Kompressors 202 oder dergleichen durchgeführt.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann auch die gleichen Betriebe und Effekte wie diejenigen des dreiundzwanzigsten bis sechsundzwanzigsten Ausführungsbeispiels zeigen, die vorstehend beschrieben sind.
  • (Achtundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein achtundzwanzigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 48 und 49 beschrieben. In dem achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiel hat der Vorrichtungstemperaturregler 1 den Vorrichtungswärmetauscher 10, den oberen Verbindungsabschnitt 15, den unteren Verbindungsabschnitt 16, den Fluiddurchgang 60 und ein Wärmezufuhrbauteil 100. Der Vorrichtungswärmetauscher 10 kann durch das einzelne Gehäuse 17 in solch einer Weise ausgebildet sein, wie die, die in dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Alternativ kann der Vorrichtungswärmetauscher 10 durch den oberen Tank 11, den unteren Tank 12 und den Wärmetauschabschnitt 13, der eine Vielzahl von Rohren hat, in solch einer Weise ausgebildet sein, wie die, die in den Ausführungsbeispielen beschrieben ist, die anders sind als das einundzwanzigste Ausführungsbeispiel.
  • Der obere Verbindungsabschnitt 15 ist an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 positioniert, während der untere Verbindungsabschnitt 16 an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers 10 positioniert ist. Sowohl der obere Verbindungsabschnitt 15 als auch der untere Verbindungsabschnitt 16 sind Rohrverbindungsabschnitte zum Bewirken eines Strömens des Arbeitsfluids in den Vorrichtungswärmetauscher 10 oder von dem Vorrichtungswärmetauscher 10.
  • Der Fluiddurchgang 60 ist verbunden, um eine Verbindung des oberen Verbindungsabschnitts 15 mit dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu bewirken. Das Wärmezufuhrbauteil 100, das in dem Fluiddurchgang 60 vorgesehen ist, ist gestaltet, um wahlweise kalte Wärme oder heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen zu können, das durch den Fluiddurchgang 60 strömt. Ein Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher, ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher, ein Peltier-Element oder dergleichen können als das Wärmezufuhrbauteil 100 angewendet werden, wie in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Das Wärmezufuhrbauteil 100 ist in dem Fluiddurchgang 60 an der Position in der Höhenrichtung vorgesehen, die die Höhe des Flüssigkeitsniveaus FL des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 überlappt. Somit kann das Wärmezufuhrbauteil 100 kalte Wärme zu dem Gasphasenarbeitsfluid zuführen, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, um das Arbeitsfluid zu kondensieren. Somit kann das Wärmezufuhrbauteil 100 heiße Wärme zu dem Flüssigphasenarbeitsfluid zuführen, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, um das Arbeitsfluid zu verdampfen.
  • Als Nächstes wird der Betrieb des Vorrichtungstemperaturreglers 1 des achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • <Betrieb während eines Kühlens>
  • 48 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie kühlt, durch Pfeile mit durchgehender Linie. Es sei angemerkt, dass 48 und 49 keine zusammengebaute Batterie darstellen. Wenn die zusammengebaute Batterie gekühlt wird, führt das Wärmezufuhrbauteil 100 die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zu, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt. Somit, wenn das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 kondensiert, strömt das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 in den Vorrichtungswärmetauscher 10 aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Flüssigphasenarbeitsfluid, das in dem Fluiddurchgang 60 kondensiert ist, und dem Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10. Das Arbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 absorbiert Wärme von jeder Batteriezelle 21, die in der zusammengebauten Batterie umfasst ist, um zu verdampfen. In diesem Prozess werden die Batteriezellen 21 durch die latente Wärme einer Verdampfung des Arbeitsfluids gekühlt. Anschließend strömt das Arbeitsfluid, das in eine Gasphase gebracht worden ist, von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Fluiddurchgang 60.
  • Wenn die zusammengebaute Batterie gekühlt wird, strömt das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu dem unteren Verbindungsabschnitt 16, dem Vorrichtungswärmetauscher 10, dem oberen Verbindungsabschnitt 15 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Das heißt, ein schleifenförmiger Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Fluiddurchgang 60 hindurch ausgebildet.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 49 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie aufwärmt, durch Pfeile mit durchgehender Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie aufgewärmt wird, führt das Wärmezufuhrbauteil 100 die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zu, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt. Somit verdampft das Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60, um von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 in den Vorrichtungswärmetauscher 10 zu strömen. Das Gasphasenarbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 leitet Wärme in jede Batteriezelle ab, die in der zusammengebauten Batterie umfasst ist, um kondensiert zu werden. Während dieses Prozesses werden die Batteriezellen aufgewärmt. Das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 strömt von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Fluiddurchgang 60, aufgrund einer Kopfdifferenz zwischen dem Flüssigphasenarbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 kondensiert ist, und dem Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60.
  • Wenn die zusammengebaute Batterie aufgewärmt wird, strömt das Arbeitsfluid von dem Fluiddurchgang 60 zu dem oberen Verbindungsabschnitt 15, dem Vorrichtungswärmetauscher 10, dem unteren Verbindungsabschnitt 16 und dem Fluiddurchgang 60 in dieser Reihenfolge. Das heißt, ein schleifenförmiger Strömungsdurchgang ist durch den Vorrichtungswärmetauscher 10 und den Fluiddurchgang 60 hindurch ausgebildet.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiels, das vorstehend beschrieben ist, zeigt die folgenden Betriebe und Effekte.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiels kann sowohl ein Aufwärmen als auch ein Kühlen der zusammengebauten Batterie durch wahlweises Zuführen der kalten Wärme oder der heißen Wärme zu dem Arbeitsfluid durchführen, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, unter Verwendung des Wärmezufuhrbauteils 100. Deshalb können die Größe, das Gewicht und die Kosten des Vorrichtungstemperaturreglers 1 durch Verringern der Anzahl von Teilen in diesem und Vereinfachen der Gestaltung der Rohre und dergleichen verringert werden.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 ist auch gestaltet, um das Arbeitsfluid zu erwärmen, das durch den Fluiddurchgang 60 strömt, der außerhalb des Vorrichtungswärmetauschers 10 gelegen ist, durch Verwenden des Wärmezufuhrbauteils 100, wenn die zusammengebaute Batterie aufgewärmt wird, wie bei dem vorstehend genannten ersten bis siebenundzwanzigsten Ausführungsbeispiel. Somit wird der Dampf des Arbeitsfluids, das in dem Fluiddurchgang 60 verdampft, zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt, so dass Variationen der Dampftemperatur des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 unterdrückt werden können. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie gleichmäßig aufwärmen. Demzufolge kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 die Verschlechterung der Eingangs- und Ausgangscharakteristik der zusammengebauten Batterie verhindern und kann auch die Verschlechterung und das Brechen der zusammengebauten Batterie unterdrücken.
  • Das heißt, der Vorrichtungstemperaturregler 1 bildet den schleifenförmigen Strömungsdurchgang aus, durch den das Arbeitsfluid hindurchströmt, wenn die zusammengebaute Batterie entweder gekühlt oder aufgewärmt wird. Demzufolge wird verhindert, dass das Flüssigphasenarbeitsfluid und das Gasphasenarbeitsfluid durch einen Strömungsdurchgang hindurchströmen, während sie einander zugewandt sind. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 das Aufwärmen und das Kühlen der zusammengebauten Batterie mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
  • In dem Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Raum zum Vorsehen des Wärmezufuhrbauteils 100 in der Höhenrichtung des Fluiddurchgangs 60 gewährleistet, der den oberen Verbindungsabschnitt 15 und den unteren Verbindungsabschnitt 16 in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 verbindet, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, Rohre und Teile unter dem Vorrichtungswärmetauscher 10 vorzusehen. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 eine verbesserte Montierbarkeit an dem Fahrzeug haben.
  • (Neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 50 und 51 beschrieben. Das neunundzwanzigste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung bezüglich des Wärmezufuhrbauteils 100 in dem achtundzwanzigsten Ausführungsbeispiel erhalten.
  • Das Wärmezufuhrbauteil 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 und ist gestaltet, um wahlweise derart umgeschaltet zu werden, dass das kalte Wasser strömt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, und dass das heiße Wasser strömt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird. Der Vorrichtungswärmetauscher 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat den oberen Tank 11, den unteren Tank 12, den Wärmetauschabschnitt 13, der eine Vielzahl von Rohren hat, und dergleichen.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nützt den Kühlmittelkreislauf 9. Der Kühlmittelkreislauf 9 hat die Wasserpumpe 91, den Kühlmittelradiator 92, den Heizer 96 für heißes Kühlmittel, den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 und das Kühlmittelrohr 94, das diese verbindet. Das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelkreislauf 9.
  • Die Wasserpumpe 91 druckfördert das Kühlmittel und zirkuliert das Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf 9. Der Kühlmittelradiator 92 in dem Kühlmittelkreislauf 9 ist ein Kühler, der mit dem Verdampfer des Kältekreises 8 einstückig ausgebildet ist. Der Kühlmittelradiator 92 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, und dem Niederdruckkältemittel austauscht, das durch den Kältekreis 8 strömt. Deshalb kann der Kühlmittelradiator 92 das Kühlmittel, das durch den Strömungsdurchgang des Kühlmittelradiators 92 strömt, durch einen Wärmetausch mit dem Kältemittel kühlen, das durch den Verdampfer hindurchströmt, der in dem Kältekreis 8 umfasst ist. Das Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelradiator 92 ausströmt, strömt in den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 über den Heizer 96 für heißes Kühlmittel.
  • Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, und dem Kühlmittel austauscht, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt. Das Wärmezufuhrbauteil 100 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 und kann das Arbeitsfluid kühlen und erwärmen, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt.
  • <Betrieb während eines Kühlens>
  • 50 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kühlmittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 kühlt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Kompressor 81 des Kältekreises 8 ein, öffnet einen ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83, schaltet den Heizer 96 für heißes Kühlmittel aus und schaltet die Wasserpumpe 91 ein. Somit wird das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, durch den Kühlmittelradiator 92 gekühlt, der mit dem Verdampfer des Kältekreises 8 einstückig ausgebildet ist, und strömt durch den Kühlmittelkreislauf 9, um zu dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 zugeführt zu werden. Demzufolge wird das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, in dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 kondensiert (d.h. verflüssigt) und wird dann von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 aufgrund der Kopfdifferenz zwischen dem Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 zugeführt. Anschließend absorbiert das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 1 Wärme von den Batteriezellen 21, um zu verdampfen, und kehrt von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 51 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kältemittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Kompressor 81 des Kältekreises 8 aus, schaltet den Heizer 96 für heißes Kühlmittel ein und schaltet die Wasserpumpe 91 ein. Somit wird das Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, durch den Heizer 96 für heißes Kühlmittel erwärmt, strömt durch den Kühlmittelkreislauf 9 und wird dann zu dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 zugeführt. Zu dieser Zeit verdampft das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt (d.h. wird zu Dampf) in dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93, strömt nach oben und wird dann von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt. Anschließend leitet das Gasphasenarbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme in die Batteriezellen 21 ab, um kondensiert zu werden. Aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 kondensiert ist, und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 kehrt das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • In dem neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 93 als das Wärmezufuhrbauteil 100 nützen, das wahlweise die kalte Wärme oder die heiße Wärme zuführt. Demzufolge kann die Temperatur des Niedrigdruckkältemittels, das durch den Kältekreis 8 hindurchströmt, auf eine Temperatur festgelegt werden, die sich von der Temperatur des Kühlmittels unterscheidet, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt. Somit kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 die Temperatur des Niedrigdruckkältemittels in geeigneter Weise regulieren, das durch den Kältekreislauf 8 hindurchströmt, sowie die Temperatur des Kühlmittels regulieren, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 strömt. Deshalb wird die Menge von kalter Wärme, die von dem Kühlmittel zugeführt wird, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 zu dem Arbeitsfluid strömt, das durch den Kondensator 30 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt, eingestellt, so dass die Kühlungskapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2 gemäß der Menge von Wärme eingestellt werden kann, die von der zusammengebauten Batterie 2 erzeugt wird.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 kann sowohl ein Aufwärmen als auch ein Kühlen der zusammengebauten Batterie 2 durch wahlweises Zuführen der kalten Wärme oder der heißen Wärme zu dem Arbeitsfluid durchführen, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, unter Verwendung des Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschers 93 als das Wärmezufuhrbauteil 100. Deshalb können eine Größe, ein Gewicht und Kosten des Vorrichtungstemperaturreglers 1 durch Verringern der Anzahl von Teilen in diesem und Vereinfachen der Gestaltung von Rohren und dergleichen verringert werden.
  • In dem neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Kompressor 81 des Kältekreises 8 aus, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird. In einer Modifikation von dieser kann, wenn ein niederdruckseitiger Wärmetauscher 88 des Kältekreises 8 für die Verwendung der Luftklimatisierung des Inneren der Fahrzeugkabine gedacht ist, der Kompressor 81 eingeschaltet werden, während der erste Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 geschlossen ist, wodurch die Zufuhr des Kältemittels zu dem Kühlmittelradiator 92 gestoppt wird.
  • Die Einrichtung zum Erwärmen des Kühlmittels, das durch den Kühlmittelkreislauf 9 hindurchströmt, ist nicht auf den vorstehend beschriebenen Heizer 96 für heißes Kühlmittel beschränkt, und stattdessen können eine Wärmepumpe, eine Abwärme von einer sich im Fahrzeug befindlichen Vorrichtung oder dergleichen verwendet werden.
  • (Dreißigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein dreißigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 52 und 53 beschrieben. Das dreißigste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung bezüglich des Wärmezufuhrbauteils 100 in dem vorstehend beschriebenen achtundzwanzigsten und neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel erhalten. 52 und 53 lassen die Darstellung der Steuerungseinrichtung 5 und der Signallinien zum Verbinden der Steuerungseinrichtung 5 und der jeweiligen Vorrichtungen weg, um die Verkomplizierung der Figuren zu verhindern.
  • Das Wärmezufuhrbauteil 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200. Das Wärmezufuhrbauteil 100 ist gestaltet, um wahlweise derart umgeschaltet zu werden, dass das Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck durch dieses hindurchströmt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, und dass das Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck durch dieses hindurchströmt, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird. Der Vorrichtungswärmetauscher 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat den oberen Tank 11, den unteren Tank 12 und den Wärmetauschabschnitt 13, der eine Vielzahl von Rohren hat.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nützt den Wärmepumpenkreis 201. Der Wärmepumpenkreis 201 hat den Kompressor 202, den inneren Kondensator 203, das erste Expansionsventil 204, die äußere Einheit 205, das Rückschlagventil 206, das zweite Expansionsventil 207, den Verdampfer 208, den Druckspeicher 209, ein Kältemittelrohr, das diese Komponenten verbindet, und dergleichen.
  • Das Umgehungsrohr 220 verbindet den ersten Zweigabschnitt 211, der zwischen der äußeren Einheit 205 und dem Rückschlagventil 206 vorgesehen ist, mit dem zweiten Zweigabschnitt 212, der zwischen dem Verdampfer 208 und dem Druckspeicher 209 vorgesehen ist. Das erste Solenoidventil 221 ist in dem Umgehungsrohr 220 vorgesehen und das zweite Solenoidventil 222 ist in einem Kältemittelrohr vorgesehen, das das Rückschlagventil 206 und das zweite Expansionsventil 207 verbindet.
  • Der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 als das Wärmezufuhrbauteil 100 ist mit dem ersten Rohr 231 und dem zweiten Rohr 232 verbunden, um eine Strömung des Kältemittels zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 zu bewirken. Das erste Rohr 231 hat ein Ende von sich, das mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 verbunden ist, und das andere Ende von sich, das mit dem dritten Zweigabschnitt 213 verbunden ist, der an einem Punkt des Kältemittelrohrs vorgesehen ist, der das Rückschlagventil 206 und das zweite Solenoidventil 222 verbindet. Der vierte Zweigabschnitt 214, der an einem Punkt des ersten Rohrs 231 vorgesehen ist, ist mit dem Rohr 243 verbunden, das sich von dem ersten Dreiwegeventil 241 erstreckt, das zwischen dem inneren Kondensator 203 und dem ersten Expansionsventil 204 vorgesehen ist. Das dritte Expansionsventil 233 ist an einem Punkt des ersten Rohrs 231 zwischen dem vierten Zweigabschnitt 214 und dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 vorgesehen. Das dritte Solenoidventil 223 ist an einem Punkt des ersten Rohrs 231 zwischen dem vierten Zweigabschnitt 214 und dem dritten Zweigabschnitt 213 vorgesehen.
  • Das zweite Rohr 232 hat ein Ende von sich, das mit dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 verbunden ist, und das andere Ende von sich, das mit dem fünften Zweigabschnitt 215 verbunden ist, der an einem Punkt des Kältemittelrohrs vorgesehen ist, das den Verdampfer 208 und den zweiten Zweigabschnitt 212 verbindet. Das zweite Dreiwegeventil 242 ist an einem Punkt des zweiten Rohrs 232 vorgesehen. Das Rohr 244, das sich von dem zweiten Dreiwegeventil 242 erstreckt, ist mit dem sechsten Zweigabschnitt 216 verbunden, der zwischen dem ersten Dreiwegeventil 241 und dem ersten Expansionsventil 204 vorgesehen ist.
  • Der innere Kondensator 203 und der Verdampfer 208, die in dem Wärmepumpenkreis 201 umfasst sind, bilden ein Teil der HVAC-Einheit 250 zum Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine. Die HVAC-Einheit kühlt eine Luft, die durch einen Ventilationsdurchgang in dem Luftklimatisierungsgehäuse 252 hindurchströmt, durch das Luftklimatisierungsgebläse 251 unter Verwendung des Verdampfers 208 und erwärmt die Luft unter Verwendung des inneren Kondensators 203, wodurch die resultierende klimatisierte Luft in die Fahrzeugkabine geblasen wird. Die HVAC-Einheit 250 hat die Luftmischtür 253 zwischen dem Verdampfer 208 und dem inneren Kondensator 203. Die HVAC-Einheit 250 kann den Erwärmerkern 254 haben.
  • <Betrieb während eines Kühlens>
  • 52 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kältemittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 kühlt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Während des Kühlens der zusammengebauten Batterie 2 schaltet die Steuerungseinrichtung 5 das erste Dreiwegeventil 241 um, um ein Strömen des Kältemittels von dem inneren Kondensator 203 zu dem ersten Expansionsventil 204 zu bewirken, und schaltet auch das zweite Dreiwegeventil 242 um, um ein Strömen des Kältemittels von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 zu dem fünften Zweigabschnitt 215 zu bewirken. Die Steuerungseinrichtung 5 öffnet das erste Expansionsventil 204, schließt das erste Solenoidventil 221, öffnet das zweite Solenoidventil 222 und das dritte Solenoidventil 223, drosselt das dritte Expansionsventil 233 und schaltet den Kompressor 202 ein.
  • Somit zirkuliert das Kältemittel, das von dem Kompressor 202 abgegeben wird, in dem Wärmepumpenkreis 201 von dem inneren Kondensator 203 zu dem ersten Expansionsventil 204, der äußeren Einheit 205, dem Rückschlagventil 206, dem zweiten Solenoidventil 222, dem zweiten Expansionsventil 207, dem Verdampfer 208, dem Druckspeicher 209 und dem Kompressor 202 in dieser Reihenfolge innerhalb des Wärmepumpenkreises 201. Ein Teil des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis 201 zirkuliert, strömt von dem dritten Zweigabschnitt 213 zu dem ersten Rohr 231, dem dritten Solenoidventil 223, dem dritten Expansionsventil 233, dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200, dem zweiten Rohr 232 und dem fünften Zweigabschnitt 215 in dieser Reihenfolge. Das Kältemittel, das von dem ersten Rohr 231 in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, wird durch das dritte Expansionsventil 233 in ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck dekomprimiert, wodurch das Arbeitsfluid gekühlt wird, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt. Zu dieser Zeit wird das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, in dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 kondensiert (d.h. verflüssigt) und wird dann von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid im Inneren des Fluiddurchgangs 60 und dem Arbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt. Anschließend absorbiert das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme von den Batteriezellen 21, um zu verdampfen, und kehrt von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 53 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kältemittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Während des Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 schaltet die Steuerungseinrichtung 5 das erste Dreiwegeventil 241 um, um ein Strömen eines Teils des Kältemittels von dem inneren Kondensator 203 zu dem vierten Zweigabschnitt 214 zu bewirken, und schaltet auch das zweite Dreiwegeventil 242 um, um ein Strömen des Kältemittels von dem zweiten Rohr 232 zu dem sechsten Zweigabschnitt 216 zu bewirken. Die Steuerungseinrichtung 5 drosselt das erste Expansionsventil 204, öffnet das erste Solenoidventil 221, schließt das zweite Solenoidventil 222 und das dritte Solenoidventil 223, öffnet das dritte Expansionsventil 233 oder drosselt in geeigneter Weise dessen Öffnungsgrad und schaltet den Kompressor 202 ein.
  • Somit zirkuliert das Kältemittel, das von dem Kompressor 202 abgegeben wird, in dem Wärmepumpenkreis 201 von dem inneren Kondensator 203 zu dem ersten Expansionsventil 204, der äußeren Einheit 205, dem ersten Solenoidventil 221, dem Druckspeicher 209 und dem Kompressor 202 in dieser Reihenfolge innerhalb des Wärmepumpenkreises 201. Ein Teil des Kältemittels, das in dem Wärmepumpenkreis 201 zirkuliert, strömt von dem ersten Dreiwegeventil 241 zu dem ersten Rohr 231, dem dritten Expansionsventil 233, dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200, dem zweiten Rohr 232, dem zweiten Dreiwegeventil 242 und dem sechsten Zweigabschnitt 216. Das Kältemittel, das von dem ersten Rohr 231 in den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, wird durch das dritte Expansionsventil 233 auf eine geeignete Temperatur zum Aufwärmen der Batterie dekomprimiert und erwärmt das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt. Zu dieser Zeit verdampft das Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, in dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 (d.h. wird zu Dampf), strömt nach oben und wird dann von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt. Anschließend leitet das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme in die Batteriezellen 21 ab, um kondensiert zu werden. Aufgrund eines Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher kondensiert, und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 kehrt das Flüssigphasenarbeitsfluid in den Vorrichtungswärmetauscher 10 von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • Wenn ein Lufterwärmen des Inneren der Fahrzeugkabine durch die HVAC-Einheit 250 und das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 gleichzeitig durchgeführt werden, muss der Öffnungsgrad des dritten Expansionsventils 233 eingestellt werden, weil sich die Temperatur, die von dem inneren Kondensator 203 erfordert ist, von der Temperatur unterscheidet, die für das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 erfordert ist. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 nur ohne ein Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine durch die HVAC-Einheit 250 aufgewärmt wird, kann die Menge des Kältemittels, das von dem Kompressor 202 abgegeben wird, auf eine Menge des Kältemittels eingestellt werden, die für das Aufwärmen der zusammengebauten Batterie 2 erfordert ist, und das dritte Expansionsventil 233 kann geöffnet werden.
  • In dem dreißigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 als das Wärmezufuhrbauteil 100 nützen, das die kalte Wärme oder die heiße Wärme wahlweise zuführt. So wird die Menge von Kältemittel, das in dem Wärmepumpenkreis 201 zirkuliert, oder die Menge von Kältemittel, das von dem Wärmepumpenkreis 201 zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher 200 strömt, eingestellt, wodurch es möglich gemacht ist, die Menge von Wärme einzustellen, die zu dem Arbeitsfluid zugeführt wird, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 strömt. Selbst durch Einstellen des Öffnungsgrads des dritten Expansionsventils 233 kann die Menge von Wärme, die zu dem Arbeitsfluid zugeführt wird, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, eingestellt werden. Deshalb kann das dreißigste Ausführungsbeispiel die Kühlungskapazität und die Aufwärmkapazität des Vorrichtungstemperaturreglers 1 für die zusammengebaute Batterie 2 gemäß der Menge von Wärme einstellen, die durch die zusammengebaute Batterie 2 erzeugt wird.
  • Der Vorrichtungstemperaturregler 1 kann sowohl ein Aufwärmen als auch ein Kühlen der zusammengebauten Batterie 2 durch wahlweises Zuführen der kalten Wärme oder der heißen Wärme zu dem Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, unter Verwendung des Wärmezufuhrbauteils 100 durchführen. Deshalb können eine Größe, ein Gewicht und Kosten des Vorrichtungstemperaturreglers 1 durch Verringern der Anzahl von Teilen in diesem und Vereinfachen der Gestaltung von Rohren und dergleichen verringert werden.
  • Obwohl das dreißigste Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, den Wärmepumpenkreis 201 verwendet, der zum Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine genützt wird, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt. Alternativ kann ein anderer Wärmepumpenkreis, der für das Wärmezufuhrbauteil 100 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 bestimmt ist, verwendet werden, neben dem Wärmepumpenzyklus für das Luftklimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine.
  • (Einunddreißigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein einunddreißigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 54 und 55 beschrieben. Das einunddreißigste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung hinsichtlich des Wärmezufuhrbauteils 100 in dem vorstehend genannten neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel erhalten. Das Wärmezufuhrbauteil 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat einen Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010 und einen Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020. Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010 ist an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils 100 angeordnet. Des Weiteren ist der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils 100 angeordnet.
  • Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010 ist gestaltet, um ein Strömen des heißen Wassers durch diesen hindurch während eines Aufwärmens der zusammengebauten Batterie 2 zu bewirken. Das heißt, der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010 ist ein Beispiel eines Zufuhrmechanismus für heiße Wärme, der heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt. Der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 ist gestaltet, um ein Strömen des Kältemittels mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck durch diesen hindurch während eines Kühlens der zusammengebauten Batterie zu bewirken. Das heißt, der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 ist ein Beispiel eines Zufuhrmechanismus für kalte Wärme, der kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt.
  • <Betrieb während eines Kühlens>
  • 54 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kältemittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 kühlt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Kompressor 81 des Kältekreises 8 ein, öffnet den ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83 und schaltet den Heizer 96 für heißes Kühlmittel und die Wasserpumpe 91 aus. Somit strömt das Kältemittel in dem Kältekreis 8 von dem Kompressor 81, dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 82, dem ersten Strömungsratenbeschränkungsabschnitt 83, dem ersten Expansionsventil 84, dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 und dem Kompressor 81 in dieser Reihenfolge. Deshalb wird das Kältemittel, das seine Wärme ableitet und in dem hochdruckseitigen Wärmetauscher 82 kondensiert, durch das erste Expansionsventil 84 in ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck dekomprimiert, das dann zu dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 des Wärmezufuhrbauteils 100 zugeführt wird. Zu dieser Zeit wird das Gasphasenarbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, in dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 des Wärmezufuhrbauteils 100 kondensiert (d.h. verflüssigt). Dann wird das Arbeitsfluid von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 zugeführt. Anschließend absorbiert das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme von den Batteriezellen 21, um zu verdampfen, und kehrt von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Wärmezufuhrbauteil 100 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 55 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und des Kühlmittels, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, schaltet die Steuerungseinrichtung 5 den Kompressor 81 des Kältekreises 8 aus und schaltet den Heizer 96 für heißes Kühlmittel und die Wasserpumpe 91 ein. Somit strömt das Kältemittel mit hoher Temperatur, das durch den Heizer 96 für heißes Kältemittel erwärmt worden ist, durch den Kühlmittelkreislauf 9, um zu dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 10 des Wärmezufuhrbauteils 100 zugeführt zu werden. Zu dieser Zeit verdampft das Flüssigphasenarbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, in dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010 des Wärmezufuhrbauteils 100 (d.h. wird zu Dampf) und wird dann von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt. Anschließend leitet das Gasphasenarbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme in die Batteriezellen 21 ab, um kondensiert zu werden. Aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 kondensiert, und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60, kehrt das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 von dem oberen Verbindungsabschnitt 16 zu dem Wärmezufuhrbauteil 100 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • In dem einunddreißigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010 und den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020 als das Wärmezufuhrbauteil 100 nützen. Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1010, der als der Zufuhrmechanismus für heiße Wärme funktioniert, ist an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils 100 angeordnet. Des Weiteren ist der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt 1020, der als der Zufuhrmechanismus für kalte Wärme funktioniert, an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils 100 angeordnet.
  • Das Wärmezufuhrbauteil 100 ist in dem Fluiddurchgang 60 an der Position in der Höhenrichtung vorgesehen, die die Höhe des Flüssigkeitsniveaus FL des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 überlappt. Demzufolge ist das Gasphasenarbeitsfluid in dem oberen Abschnitt des Wärmezufuhrbauteils 100 gelegen, während das Flüssigkeitsphasenarbeitsfluid an dem unteren Abschnitt des Wärmezufuhrbauteils 100 gelegen ist. Somit wird, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, die kalte Wärme zu dem oberen Abschnitt des Wärmezufuhrbauteils 100 zugeführt, so dass die kalte Wärme sicher zu dem Gasphasenarbeitsfluid zugeführt werden kann, wodurch die Kondensation des Arbeitsfluids gefördert wird. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, wird die heiße Wärme zu dem unteren Abschnitt des Wärmezufuhrbauteils 100 zugeführt, so dass die heiße Wärme sicher zu dem Flüssigphasenarbeitsfluid zugeführt werden kann, wodurch die Verdampfung des Arbeitsfluids gefördert werden kann.
  • (Zweiunddreißigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein zweiunddreißigstes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf 56 und 57 beschrieben. Das zweiunddreißigste Ausführungsbeispiel wird durch Ändern der Gestaltung bezüglich des Wärmezufuhrbauteils 100 erhalten. Das Wärmezufuhrbauteil 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet einen Luftwärmetauscher 1030. Der Luftwärmetauscher 1030 ist derart gestaltet, dass die kalte Luft zu einem Abschnitt an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils 100 zugeführt wird, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, während die heiße Luft zu einem Abschnitt an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils 100 zugeführt wird, wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird.
  • Der Luftwärmetauscher 1030 ist in der HVAC-Einheit 250 angeordnet. Der innere Kondensator 203 und der Verdampfer 208 sind in dem Luftklimatisierungsgehäuse 252 der HVAC-Einheit 250 vorgesehen. Ein Erwärmerkern kann anstelle des inneren Kondensators 203 installiert sein, oder ein Erwärmerkern kann zusammen mit dem inneren Kondensator 203 installiert sein. Eine Trennplatte 255 zum Trennen der Strömung von Luft ist zwischen dem inneren Kondensator 203 und dem Verdampfer 208 vorgesehen. Das Luftklimatisierungsgebläse 251 und eine Ventilationsdurchgangsumschalttür 256 sind an der stromaufwärtigen Seite des inneren Kondensators 203 und des Verdampfers 208 vorgesehen.
  • Der Luftwärmetauscher 1030 kann außerhalb des Luftklimatisierungsgehäuses 252 der HVAC-Einheit 250 angeordnet sein. In solch einem Fall ist ein Kanal derart vorgesehen, dass die Luft, die durch den inneren Kondensator 230 hindurchgegangen ist, von dem Luftklimatisierungsgehäuse 252 zu dem Luftwärmetauscher 1030 zugeführt wird, und dass die Luft, die durch den Verdampfer 208 hindurchgegangen ist, auch von dem Luftklimatisierungsgehäuse 252 zu dem Luftwärmetauscher 1030 zugeführt wird.
  • <Betrieb während eines Kühlens>
  • 56 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und der Luft, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 kühlt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, blockiert die Steuerungseinrichtung 5 die Luftströmung an der Seite des inneren Kondensators 203 und gestattet die Luftströmung an der Seite des Verdampfers 208 durch eine Ventilationsdurchgangsumschalttür 256. Somit strömt die Luft im Inneren des Luftklimatisierungsgehäuses 252, wie durch den Pfeil AF1 gekennzeichnet ist, so dass die Luft, die durch den Verdampfer 208 gekühlt worden ist, die kalte Wärme zu dem Luftwärmetauscher 1030 zuführt. Zu dieser Zeit wird das Gasphasenarbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, in dem Luftwärmetauscher 1030 kondensiert (d.h. verflüssigt) und wird dann von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60 zugeführt. Anschließend absorbiert das Arbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme von den Batteriezellen 21, um zu verdampfen, und kehrt von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Luftwärmetauscher 1030 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • <Betrieb während eines Aufwärmens>
  • 57 zeigt die Strömungen des Arbeitsfluids und der Luft, die ausgebildet werden, wenn der Vorrichtungstemperaturregler 1 die zusammengebaute Batterie 2 aufwärmt, durch Pfeile mit einer durchgehenden Linie und einer gestrichelten Linie. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, gestattet die Steuerungseinrichtung 5 die Luftströmung an der Seite des inneren Kondensators 203 und blockiert die Luftströmung an der Seite des Verdampfers 208 durch die Ventilationsdurchgangsumschalttür 256. Somit strömt die Luft im Inneren des Luftklimatisierungsgehäuses 252, wie durch den Pfeil AF2 gekennzeichnet ist, so dass die Luft, die durch den inneren Kondensator 203 erwärmt wird, die heiße Wärme zu dem Luftwärmetauscher 1030 zuführt. Zu dieser Zeit verdampft das Flüssigphasenarbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 des Vorrichtungstemperaturreglers 1 hindurchströmt, in dem Luftwärmetauscher 1030 (d.h. wird zu Dampf) und wird dann von dem oberen Verbindungsabschnitt 15 zu dem Vorrichtungswärmetauscher 10 zugeführt. Anschließend leitet das Gasphasenarbeitsfluid im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 Wärme in die Batteriezellen 21 ab, um kondensiert zu werden. Aufgrund des Kopfunterschieds zwischen dem Arbeitsfluid, das in dem Vorrichtungswärmetauscher 10 kondensiert ist, und dem Arbeitsfluid in dem Fluiddurchgang 60, kehrt das Flüssigphasenarbeitsfluid in dem Vorrichtungstauscher 10 von dem unteren Verbindungsabschnitt 16 zu dem Luftwärmetauscher 1030 durch den Fluiddurchgang 60 hindurch zurück.
  • In dem zweiunddreißigsten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, kann der Vorrichtungstemperaturregler 1 den Luftwärmetauscher 1030 als das Wärmezufuhrbauteil 100 nützen. Der Luftwärmetauscher 1030 ist derart gestaltet, dass die heiße Wärme zu einem Abschnitt an der unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Luftwärmetauschers 1030 zugeführt wird, während die kalte Wärme zu einem Abschnitt an der oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Luftwärmetauschers 1030 zugeführt wird. Das Wärmezufuhrbauteil 100 ist in dem Fluiddurchgang 60 an der Position in der Höhenrichtung vorgesehen, die die Höhe des Flüssigkeitsniveaus FL des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers 10 überlappt. Demzufolge ist das Gasphasenarbeitsfluid in dem oberen Abschnitt des Wärmezufuhrbauteils 100 gelegen, während das Flüssigphasenarbeitsfluid an dem unteren Abschnitt des Wärmezufuhrbauteils 100 gelegen ist. Somit wird, wenn die zusammengebaute Batterie 2 gekühlt wird, die kalte Wärme zu dem oberen Abschnitt des Luftwärmetauschers 1030 zugeführt, so dass die kalte Wärme sicher zu dem Gasphasenarbeitsfluid zugeführt werden kann, wodurch die Kondensation des Arbeitsfluids gefördert wird. Wenn die zusammengebaute Batterie 2 aufgewärmt wird, wird die heiße Wärme zu dem unteren Abschnitt des Luftwärmetauschers 1030 zugeführt, so dass die heiße Wärme sicher zu dem Flüssigphasenarbeitsfluid zugeführt werden kann, wodurch die Verdampfung des Arbeitsfluids gefördert wird.
  • (Dreiunddreißigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein dreiunddreißigstes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Wie in 58 gezeigt ist, ist das Wärmezufuhrbauteil 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch ein thermoelektrisches Element 1040 ausgebildet. Im Speziellen ist das thermoelektrische Element beispielsweise ein Peltier-Element. Auch in dieser Gestaltung kann das Wärmezufuhrbauteil 100 die kalte Wärme oder die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang 60 hindurchströmt, wahlweise zuführen.
  • (Vierunddreißigstes Ausführungsbeispiel)
  • Ein vierunddreißigstes Ausführungsbeispiel wird beschrieben. Wie in 59 gezeigt ist, wird das vierunddreißigste Ausführungsbeispiel durch Hinzufügen eines Kondensators 30, eines Flüssigphasendurchgangs 40 und eines Gasphasendurchgangs 50 zu der Gestaltung, die in dem vorstehend beschriebenen neunundzwanzigsten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, erhalten. Die Gestaltungen des Kondensators 30, des Flüssigphasendurchgangs 40 und des Gasphasendurchgangs 50 sind die gleichen wie diejenigen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel und dergleichen beschrieben sind, und somit werden deren Beschreibungen weggelassen.
  • Das vierunddreißigste Ausführungsbeispiel kann das Kühlen durch den Kondensator 30 oder das Kühlen durch das Wärmezufuhrbauteil 100 in Abhängigkeit der Kühlungskapazität, die von der zusammengebauten Batterie 2 erfordert ist, des Zustands eines Fahrzeugs oder dergleichen auswählen. In dieser Weise können das erste bis vierunddreißigste Ausführungsbeispiel, die zuvor beschrieben sind, beliebig miteinander kombiniert werden.
  • (Andere Ausführungsbeispiele)
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt und verschiedene Modifikationen und Änderungen können an den Ausführungsbeispielen gemacht werden, wie es geeignet ist. Die vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsbeispiele sind zueinander nicht irrelevant, und eine Kombination der Ausführungsbeispiele kann realisiert werden, wie es geeignet ist, mit Ausnahme, wenn die Kombination offensichtlich unmöglich scheint. Es ist offensichtlich, dass in den vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsbeispielen die Elemente, die in den Ausführungsbeispielen umfasst sind, nicht notwendigerweise essentiell sind, insbesondere, wenn sie nicht anderweitig als essentiell spezifiziert sind, außer wenn sie vom Prinzip her und dergleichen klar als essentiell zu erachten sind. Wenn auf eine spezifische Anzahl bezüglich einer Komponente in dem vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird, einschließlich der Anzahl, eines numerischen Werts, einer Menge, eines Bereichs und dergleichen bezüglich der Komponente, sollte die Komponente nicht auf die spezifische Zahl beschränkt werden, insbesondere nicht wenn es nicht anderweitig als essentiell spezifiziert ist, und außer, wenn es vom Prinzip her klar auf die spezifische Zahl beschränkt ist. Wenn auf die Form einer Komponente, die positionale Beziehung zwischen Komponenten und dergleichen in den vorstehend genannten jeweiligen Ausführungsbeispielen Bezug genommen wird, sollte die Komponente nicht auf die Form, die positionale Beziehung oder dergleichen beschränkt werden, wenn es nicht anderweitig spezifiziert ist, und außer, wenn es vom Prinzip her eine Beschränkung auf die spezifische Form, die positionale Beziehung oder dergleichen gibt.
    1. (1) Die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele haben ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Fluorkohlenwasserstoffkältemittel als das Arbeitsfluid verwendet wird, aber sie sind nicht darauf beschränkt. Das Arbeitsfluid kann andere Fluide verwenden, wie beispielsweise Propan und Kohlendioxid.
    2. (2) Die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele haben ein Beispiel beschrieben, bei dem ein elektrischer Heizer als der Erwärmungsabschnitt 61 verwendet wird, aber sie sind nicht darauf beschränkt. Der Erwärmungsabschnitt 61 kann eine Einrichtung verwenden, die erwärmen kann, wie eine Wärmepumpe oder ein Peltier-Element. Der Erwärmungsabschnitt 61 kann Abwärme von anderen in einem Fahrzeug eingebauten Erwärmungsvorrichtungen verwenden, wie beispielsweise von einem SMR (Systemhauptrelais).
    3. (3) Die vorstehend genannten Ausführungsbeispiele haben die zusammengebaute Batterie 2 als ein Beispiel der Zielvorrichtung beschrieben, deren Temperatur durch den Vorrichtungstemperaturregler 1 eingestellt wird, aber sie sind nicht darauf beschränkt. Die Zielvorrichtung kann jede Vorrichtung sein, die ein Kühlen und ein Aufwärmen erfordert, wie ein Motor, ein Inverter und ein Lader.
  • (Zusammenfassung)
  • Gemäß einem ersten Aspekt, der in einem Teil oder allen von dem vorstehend genannten Ausführungsbeispielen beschrieben ist, hat ein Vorrichtungstemperaturregler zum Regeln einer Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids Folgendes: Einen Vorrichtungswärmetauscher, einen oberen Verbindungsabschnitt, einen unteren Verbindungsabschnitt, einen Kondensator, einen Gasphasendurchgang, einen Flüssigphasendurchgang, einen Fluiddurchgang, einen Erwärmungsabschnitt und eine Steuerungseinrichtung. Der Vorrichtungswärmetauscher ist gestaltet, um Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart austauschen zu können, dass das Arbeitsfluid verdampft, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Der obere Verbindungsabschnitt ist in einem Abschnitt an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen, und das Arbeitsfluid strömt in oder von dem oberen Verbindungsabschnitt. Der untere Verbindungsabschnitt ist in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen, der an einer unteren Seite im Vergleich zu dem oberen Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung gelegen ist, und das Arbeitsfluid strömt in den oder von dem unteren Verbindungsabschnitt. Der Kondensator ist oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers in der Schwerkraftrichtung angeordnet und kondensiert das Arbeitsfluid durch Ableiten von Wärme von dem Arbeitsfluid, das durch den Vorrichtungswärmetauscher verdampft. Der Gasphasendurchgang verbindet einen Einströmanschluss, durch den hindurch ein Gasphasenarbeitsfluid in den Kondensator strömt, mit dem oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Der Flüssigphasendurchgang verbindet einen Ausströmanschluss, durch den ein Flüssigphasenarbeitsfluid von dem Kondensator strömt, mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Der Fluiddurchgang verbindet den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers, ohne den Kondensator auf einer Route des Fluiddurchgangs zu haben. Der Erwärmungsabschnitt kann das Flüssigphasenarbeitsfluid erwärmen, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt. Die Steuerungseinrichtung betreibt den Erwärmungsabschnitt, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird, und stoppt einen Betrieb des Erwärmungsabschnitts, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt hat der Vorrichtungstemperaturregler des Weiteren einen Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt, der eine Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator unterdrücken kann. Somit wird die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator durch den Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt unterdrückt, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, und dadurch wird ein Zirkulieren des Arbeitsfluids von dem Vorrichtungswärmetauscher zu dem Gasphasendurchgang, dem Kondensator und dem Flüssigphasendurchgang verhindert. Demzufolge kann, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, das Arbeitsfluid zu dem Fluiddurchgang, dem oberen Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem unteren Verbindungsabschnitt und dem Fluiddurchgang strömen. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler das Aufwärmen der Zielvorrichtung mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt ist der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt ein Fluidsteuerungsventil, das in dem Flüssigphasendurchgang oder dem Gasphasendurchgang vorgesehen ist. Somit blockiert das Fluidsteuerungsventil das Strömen des Arbeitsfluids in dem Flüssigphasendurchgang oder dem Gasphasendurchgang, wodurch es möglich gemacht ist, die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator zu unterdrücken oder im Wesentlichen zu stoppen.
  • Gemäß einem vierten Aspekt ist der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt ein Türbauteil, das eine Ventilation von Luft, die durch den Kondensator hindurchgeht, blockieren kann. Somit blockiert das Türbauteil die Ventilation der Luft, die durch den Kondensator hindurchgeht, wodurch es möglich gemacht ist, die Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator zu unterdrücken oder im Wesentlichen zu stoppen.
  • Gemäß einem fünften Aspekt hat der Vorrichtungstemperaturregler des Weiteren einen Kältekreis, der einen Kompressor, einen hochdruckseitigen Wärmetauscher, ein Expansionsventil, einen Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher, ein Kältemittelrohr und einen Strömungsratenbeschränkungsabschnitt hat. Der Kompressor komprimiert ein Kältemittel. Der hochdruckseitige Wärmetauscher leitet Wärme von dem Kältemittel ab, das durch den Kompressor komprimiert ist. Das Expansionsventil dekomprimiert das Kältemittel, das Wärme durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher abgeleitet hat. Der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Expansionsventil ausströmt, und dem Arbeitsfluid aus, das durch den Kondensator hindurch strömt. Das Kältemittelrohr verbindet den Kompressor, den hochdruckseitigen Wärmetauscher, das Expansionsventil und den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher. Der Strömungsratenbeschränkungsabschnitt beschränkt eine Strömung des Kältemittels, das durch das Kältemittelrohr hindurchgeht. Der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt ist der Strömungsratenbeschränkungsabschnitt, der in dem Kältekreis umfasst ist, und kann eine Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator durch Blockieren der Strömung des Kältemittels, das durch das Kältemittelrohr hindurchgeht, unterdrücken.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt hat der Vorrichtungstemperaturregler des Weiteren einen Kühlmittelkreislauf, der eine Wasserpumpe, einen Kühlmittelradiator, einen Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher und ein Kühlmittelrohr hat. Die Wasserpumpe druckfördert ein Kühlmittel. Der Kühlmittelradiator leitet Wärme von dem Kühlmittel ab, das durch die Wasserpumpe druckgefördert wird. Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelradiator ausströmt, und dem Arbeitsfluid aus, das durch den Kondensator hindurch strömt. Das Kühlmittelrohr verbindet die Wasserpumpe, den Kühlmittelradiator und den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher. Der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt ist die Wasserpumpe, die in dem Kühlmittelkreislauf umfasst ist, und kann eine Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator durch Blockieren der Strömung des Kühlmittels, das durch das Kühlmittelrohr hindurchgeht, unterdrücken.
  • Gemäß einem siebten Aspekt hat ein Vorrichtungstemperaturregler zum Regeln einer Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids Folgendes: Einen Vorrichtungswärmetauscher, einen oberen Verbindungsabschnitt, einen unteren Verbindungsabschnitt, einen Fluiddurchgang, einen Erwärmungsabschnitt und eine Steuerungseinrichtung. Der Vorrichtungswärmetauscher ist gestaltet, um Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart austauschen zu können, dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Der obere Verbindungsabschnitt ist in einem Abschnitt an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen, und das Arbeitsfluid strömt in den oder von dem oberen Verbindungsabschnitt. Der untere Verbindungsabschnitt ist in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen, der an einer unteren Seite im Vergleich zu dem oberen Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung gelegen ist, und das Arbeitsfluid strömt in den oder von dem unteren Verbindungsabschnitt. Der Fluidverbindungsdurchgang verbindet den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Der Erwärmungsabschnitt kann das Flüssigphasenarbeitsfluid erwärmen, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt. Die Steuerungseinrichtung betreibt den Erwärmungsabschnitt, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird.
  • Gemäß einem achten Aspekt ist der Erwärmungsabschnitt in einem Abschnitt des Fluiddurchgangs vorgesehen, der sich vertikal in der Schwerkraftrichtung erstreckt. Somit strömt das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt erwärmt worden ist und verdampft ist, schnell durch den Fluiddurchgang hindurch nach oben in der Schwerkraftrichtung. Demzufolge wird ein Zurückströmen des Gasphasenarbeitsfluids von dem Fluiddurchgang zu der Seite des unteren Verbindungsabschnitts verhindert. Deshalb kann der Vorrichtungstemperaturregler das Aufwärmen der Zielvorrichtung mit hoher Effizienz durch sanftes Zirkulieren des Arbeitsfluids durchführen.
  • Gemäß einem neunten Aspekt hat der Fluiddurchgang einen Zurückströmunterdrückungsabschnitt, der sich nach unten in der Schwerkraftrichtung mit Bezug auf den Erwärmungsabschnitt erstreckt, zwischen dem Erwärmungsabschnitt und dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Somit kann der Zurückströmunterdrückungsabschnitt, der sich nach unten in der Schwerkraftrichtung mit Bezug auf den Erwärmungsabschnitt erstreckt, verhindern, dass das Arbeitsfluid, das durch den Erwärmungsabschnitt erwärmt worden ist und verdampft ist, zurück zu der Seite des unteren Verbindungsabschnitts strömt. Deshalb kann, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, der Vorrichtungstemperaturregler bewirken, dass das Arbeitsfluid sanft von dem Fluiddurchgang zu dem oberen Verbindungsabschnitt, dem Vorrichtungswärmetauscher, dem unteren Verbindungsabschnitt und dem Fluiddurchgang in dieser Reihenfolge zirkuliert.
  • Gemäß dem zehnten Aspekt hat der Fluiddurchgang ein Flüssigkeitsreservoir, das das Flüssigphasenarbeitsfluid speichert, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, an einem Punkt einer Route des Fluiddurchgangs. Somit kann der Vorrichtungstemperaturregler in dem Flüssigkeitsreservoir die Menge von Arbeitsfluid speichern, die erfordert ist, um die Zielvorrichtung zu kühlen und aufzuwärmen.
  • Gemäß einem elften Aspekt ist das Flüssigkeitsreservoir durch Vergrößern eines Innendurchmessers eines Teils der Route des Fluiddurchgangs ausgebildet. Somit kann das Flüssigkeitsreservoir mit einer einfachen Gestaltung in dem Fluiddurchgang vorgesehen werden.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt ist wenigstens ein Teil des Flüssigkeitsreservoirs innerhalb eines Höhenbereichs zwischen dem oberen Verbindungsabschnitt und dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers gelegen. Somit stellt der Vorrichtungstemperaturregler die Höhe des Flüssigkeitsniveaus des Arbeitsfluids in dem Flüssigkeitsreservoir ein, wodurch es möglich gemacht ist, die Höhe des Flüssigkeitsniveaus des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers leicht einzustellen.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt ist der Erwärmungsabschnitt in einer Position vorgesehen, die ein Erwärmen des Flüssigphasenarbeitsfluids ermöglicht, das in dem Flüssigkeitsreservoir gespeichert ist. Somit kann die Erwärmungseffizienz des Erwärmungsabschnitts für das Arbeitsfluid verbessert werden.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt erwärmt die Steuerungseinrichtung die Zielvorrichtung durch wiederholtes Erhöhen und Verringern einer Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts. Somit wird, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, das Aufwärmen der Zielvorrichtung gefördert, falls sich die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts erhöht, wohingegen die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung klein wird, falls die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts sich verringert. Demzufolge kann die Steuerungseinrichtung die Zielvorrichtung aufwärmen, während die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung durch wiederholtes Erhöhen und Verringern der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts unterdrückt wird, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird. Deshalb kann, in dem Fall des Verwendens der zusammengebauten Batterie als die Zielvorrichtung, der Vorrichtungstemperaturregler ein Auftreten der Stromkonzentration in einem Abschnitt der zusammengebauten Batterie verhindern, der eine hohe Temperatur hat, wenn die zusammengebaute Batterie geladen oder entladen wird.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt hat die Steuerungseinrichtung eine Funktion des Bestimmens einer Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung. Die Steuerungseinrichtung verringert die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder größer als ein vorbestimmter erster Temperaturschwellenwert ist, und die Steuerungseinrichtung erhöht die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter zweiter Temperaturschwellenwert ist. Somit kann die Steuerungseinrichtung verhindern, dass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird als der vorbestimmte erste Tem peratu rschwellenwert.
  • Gemäß einem sechzehnten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts. Somit wird, wenn die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts größer wird, die Strömungsrate von Wärme, die von dem Erwärmungsabschnitt zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, größer, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits, wenn die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts kleiner wird, verringert sich die Strömungsrate von Wärme, die zu der Zielvorrichtung von dem Erwärmungsabschnitt über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem siebzehnten Aspekt erwärmt die Steuerungseinrichtung die Zielvorrichtung durch intermittierendes Wiederholen eines Antreibens und Stoppens des Erwärmungsabschnitts. Somit wird, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, das Aufwärmen der Zielvorrichtung durch Antreiben des Erwärmungsabschnitts gefördert, und die Temperaturgleichmachung der Zielvorrichtung wird durch Stoppen des Antreibens des Erwärmungsabschnitts gefördert. In dieser Weise kann die Steuerungseinrichtung die Zielvorrichtung aufwärmen, während die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung durch intermittierendes Wiederholen des Antreibens und Stoppens des Erwärmungsabschnitts unterdrückt wird, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird.
  • Gemäß einem achtzehnten Aspekt hat die Steuerungseinrichtung eine Funktion des Bestimmens einer Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung. Die Steuerungseinrichtung stoppt den Betrieb des Erwärmungsabschnitts, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder höher als ein vorbestimmter erster Temperaturschwellenwert ist. Die Steuerungseinrichtung nimmt den Betrieb des Erwärmungsabschnitts wieder auf, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter zweiter Temperaturschwellenwert ist. Somit kann die Steuerungseinrichtung verhindern, dass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird als der vorbestimmte erste Tem peratu rschwellenwert.
  • Gemäß einem neunzehnten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt kontinuierlich in Betrieb ist, oder einer Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt einen Betrieb kontinuierlich stoppt. Somit erhöht sich, wenn die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt kontinuierlich in Betrieb ist, länger wird, die Menge von Wärme, die von dem Erwärmungsabschnitt zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits werden, wenn die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt seinen Betrieb kontinuierlich stoppt, länger wird, die Temperaturen der jeweiligen Abschnitte der Zielvorrichtung gleichgemacht, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt kontinuierlich in Betrieb ist oder kontinuierlich stoppt, und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem zwanzigsten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer elektrischen Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt zugeführt wird. Somit erhöht sich, wenn der Erwärmungsabschnitt beispielsweise ein Heizer, ein Peltier-Element oder dergleichen ist, wenn die elektrische Leistung größer wird, die zu dem Erwärmungsabschnitt zugeführt wird, die Strömungsrate von Wärme, die von dem Erwärmungsabschnitt zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits verringert sich, wenn die elektrische Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt zugeführt wird, kleiner wird, die Strömungsrate von Wärme, die von dem Erwärmungsabschnitt zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die elektrische Leistung, die zu dem Erwärmungsabschnitt zugeführt wird, und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt ist der Erwärmungsabschnitt ein Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher, der gestaltet ist, um ein Strömen von heißem Wasser zu bewirken, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Die Steuerungseinrichtung bestimmt eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird. Somit, wenn die Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird, größer wird, erhöht sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits, wenn die Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird, kleiner wird, verringert sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung der Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird, und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung. Somit, wenn die Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt (d.h. die Temperatur des heißen Wassers), im Vergleich zu der Temperatur der Zielvorrichtung höher wird, erhöht sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Wenn eine Differenz zwischen der Temperatur von Wasser, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und der Temperatur der Zielvorrichtung kleiner wird, verringert sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und die Temperatur der Zielvorrichtung und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und eine Temperatur der Zielvorrichtung und auf der Basis einer Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt. Somit, wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und der Temperatur der Zielvorrichtung größer wird, während die Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, höher wird, erhöht sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits, wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und der Temperatur der Zielvorrichtung kleiner wird, während die Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, niedriger wird, verringert sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Temperatur des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, die Temperatur der Zielvorrichtung und die Strömungsrate des Wassers, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, sodass die Steuerungseinrichtung die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen kann.
  • Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt ist der Erwärmungsabschnitt ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher, der gestaltet ist, um ein Strömen eines Kältemittels, das eine hohe Temperatur hat, zu bewirken, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Die Steuerungseinrichtung bestimmt eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird. Somit, wenn die Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird, größer wird, erhöht sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kältemitte-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits verringert sich, wenn die Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird, kleiner wird, die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung über das Arbeitsfluid zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids, die durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird, und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung. Somit, wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und der Temperatur der Zielvorrichtung größer wird, erhöht sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits, wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und der Temperatur der Zielvorrichtung kleiner wird, verringert sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und die Temperatur der Zielvorrichtung und kann dadurch die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen.
  • Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung und auf der Basis einer Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt. Somit, wenn die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, höher wird als die Temperatur der Zielvorrichtung, während die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, höher wird, erhöht sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung größer wird. Andererseits, wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, und der Temperatur der Zielvorrichtung kleiner wird, während die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, niedriger wird, verringert sich die Strömungsrate von Wärme, die von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher zu der Zielvorrichtung zugeführt wird, sodass die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung kleiner wird. Deshalb erfasst die Steuerungseinrichtung die Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, die Temperatur der Zielvorrichtung und die Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurch strömt, sodass die Steuerungseinrichtung die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung mit einer einfachen Gestaltung bestimmen kann.
  • Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt hat ein Vorrichtungstemperaturregler zum Regeln einer Temperatur einer Zielvorrichtung durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids einen Vorrichtungswärmetauscher, einen oberen Verbindungsabschnitt, einen unteren Verbindungsabschnitt, einen Fluiddurchgang und ein Wärmezufuhrbauteil. Der Vorrichtungswärmetauscher ist gestaltet, um Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart austauschen zu können, dass das Arbeitsfluid verdampft, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Der obere Verbindungsabschnitt ist in einem Abschnitt an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen, und das Arbeitsfluid strömt in den oder von dem oberen Verbindungsabschnitt. Der untere Verbindungsabschnitt ist in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen, der an einer unteren Seite im Vergleich zu dem oberen Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung gelegen ist, und das Arbeitsfluid strömt in den oder von dem unteren Verbindungsabschnitt. Der Fluiddurchgang verbindet den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Das Wärmezufuhrbauteil ist in dem Fluiddurchgang an einer Position in der Höhenrichtung vorgesehen, die eine Höhe eines Flüssigkeitsniveaus des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauchers überlappt. Das Wärmezufuhrbauteil kann wahlweise kalte Wärme oder heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, zuführen.
  • Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt ist das Wärmezufuhrbauteil ein Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher. Der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher ist gestaltet, um wahlweise derart umgeschaltet zu werden, dass kaltes Wasser strömt, um die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass heißes Wasser strömt, um die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Somit kann der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher als das Wärmezufuhrbauteil verwendet werden, das wahlweise die kalte Wärme oder die heiße Wärme zuführt.
  • Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt ist das Wärmezufuhrbauteil ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher. Der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher ist gestaltet, um wahlweise derart umgeschaltet zu werden, dass ein Kältemittel mit einer niedrigen Temperatur und einem niedrigen Druck strömt, um die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass ein Kältemittel mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck strömt, um die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Somit kann der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher als das Wärmezufuhrbauteil verwendet werden, das wahlweise die kalte Wärme oder die heiße Wärme zuführt.
  • Gemäß einem dreißigsten Aspekt ist ein Kaltwärmezufuhrmechanismus, der die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, an einer oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils angeordnet. Ein Heißwärmezufuhrmechanismus, der die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, ist an einer unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils angeordnet. Somit wird die kalte Wärme sicher von dem Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt zu dem Gasphasenarbeitsfluid zugeführt, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, was es möglich macht, die Kondensation des Arbeitsfluids zu fördern. Somit wird die heiße Wärme sicher von dem Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt zu dem Flüssigphasenarbeitsfluid zugeführt, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, was es möglich macht, die Verdampfung des Arbeitsfluids zu fördern.
  • Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt ist der Kaltwärmezufuhrmechanismus ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt, durch den hindurch ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck strömt, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird. Des Weiteren ist der Heißwärmezufuhrmechanismus ein Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt, durch den hindurch heißes Wasser strömt, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Somit kann der Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher als der Kaltwärmezufuhrmechanismus verwendet werden, während der Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher als der Heißwärmezufuhrmechanismus verwendet werden kann.
  • Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt ist das Wärmezufuhrbauteil ein Luftwärmetauscher und ist derart gestaltet, dass kalte Luft zu einem Abschnitt an einer oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils zugeführt wird, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass heiße Luft zu einem Abschnitt an einer unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils zugeführt wird, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Somit kann das Flüssigphasenarbeitsfluid, das durch den Luftwärmetauscher hindurch strömt, mit der heißen Luft erwärmt werden, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird. Das Gasphasenarbeitsfluid, das durch den Luftwärmetauscher hindurch strömt, kann mit der kalten Luft gekühlt werden, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird.
  • Gemäß einem dreiunddreißigsten Aspekt ist das Wärmezufuhrbauteil durch ein thermoelektrisches Element ausgebildet. Somit kann das thermoelektrische Element, wie ein Peltier-Element, als das Wärmezufuhrbauteil verwendet werden, das die kalte Wärme oder die heiße Wärme wahlweise zuführt.
  • Gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt hat der Vorrichtungstemperaturregler des Weiteren einen Kondensator, einen Gasphasendurchgang und einen Flüssigphasendurchgang. Der Kondensator ist oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers in der Schwerkraftrichtung angeordnet und kondensiert das Arbeitsfluid durch Ableiten von Wärme von dem Arbeitsfluid, das durch den Vorrichtungswärmetauscher verdampft ist. Der Gasphasendurchgang verbindet einen Einströmanschluss, durch den hindurch ein Gasphasenarbeitsfluid in den Kondensator strömt, mit dem oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Der Flüssigphasendurchgang verbindet einen Ausströmanschluss, durch den hindurch ein Flüssigphasenarbeitsfluid von dem Kondensator strömt, mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers. Der zuvor genannte Fluiddurchgang verbindet den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers, ohne den Kondensator auf einer Route des Fluiddurchgangs zu haben. Somit kann der Vorrichtungstemperaturregler eine Kühlungsfunktion der Zielvorrichtung unter Verwendung des Kondensators, der oberhalb des Vorrichtungstemperaturreglers in der Schwerkraftrichtung angeordnet ist, zu der Aufwärmfunktion und der Kühlungsfunktion hinzufügen, die durch das Wärmezufuhrbauteil für die Zielvorrichtung gezeigt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017051489 [0001]
    • JP 2015041418 A [0007]

Claims (34)

  1. Vorrichtungstemperaturregler, der gestaltet ist, um eine Temperatur einer Zielvorrichtung (2) durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids zu regeln, wobei der Vorrichtungstemperaturregler folgendes aufweist: einen Vorrichtungswärmetauscher (10, 10a, 10b), der gestaltet ist, um Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart austauschen zu können, dass das Arbeitsfluid verdampft, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird; einen oberen Verbindungsabschnitt (15, 151, 151a, 151b, 152, 152a, 152b), in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der obere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung vorgesehen ist; einen unteren Verbindungsabschnitt (16, 161, 161a, 161b, 162, 162a, 162b), in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der untere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer Position vorgesehen ist, die niedriger ist als der obere Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung; einen Kondensator (30, 30a, 30b), der oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers in der Schwerkraftrichtung angeordnet ist, wobei der Kondensator gestaltet ist, um das Arbeitsfluid durch Ableiten von Wärme von dem Arbeitsfluid zu kondensieren, das durch den Vorrichtungswärmetauscher verdampft ist; einen Gasphasendurchgang (50 bis 54), der einen Einströmanschluss, durch den ein Gasphasenarbeitsfluid in den Kondensator strömt, mit dem oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet; einen Flüssigphasendurchgang (40 bis 44), der einen Ausströmanschluss, durch den ein Flüssigphasenarbeitsfluid von dem Kondensator strömt, mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet; einen Fluiddurchgang (60, 60a, 60b), der den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet, ohne den Kondensator auf einer Route des Fluiddurchgangs zu haben; einen Erwärmungsabschnitt (61, 61a, 61b), der das Flüssigphasenarbeitsfluid, das durch den Fluiddurchgang hindurch strömt, erwärmen kann; und eine Steuerungseinrichtung (5), die gestaltet ist, um den Erwärmungsabschnitt zu betreiben, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird, und um einen Betrieb des Erwärmungsabschnitts zu stoppen, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird.
  2. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 1, des Weiteren mit: einem Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt (34, 70, 83, 91), der eine Wärmeableitung des Arbeitsfluids durch den Kondensator unterdrücken kann.
  3. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 2, wobei der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt ein Fluidsteuerungsventil (70) ist, das in dem Flüssigphasendurchgang oder dem Gasphasendurchgang vorgesehen ist.
  4. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 2, wobei der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt ein Türbauteil (34) ist, das eine Ventilation von Luft, die durch den Kondensator hindurch geht, blockieren kann.
  5. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, des Weiteren mit: einem Kältekreis (8), der Folgendes aufweist: einen Kompressor (81), der gestaltet ist, um ein Kältemittel zu komprimieren; einen hochdruckseitigen Wärmetauscher (82), der gestaltet ist, um Wärme von dem Kältemittel abzuleiten, das durch den Kompressor komprimiert ist; ein Expansionsventil (84), das gestaltet ist, um das Kältemittel zu dekomprimieren, das Wärme durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher abgeleitet hat; einen Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher (85), der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem Kältemittel, das aus dem Expansionsventil ausströmt, und dem Arbeitsfluid auszutauschen, das durch den Kondensator hindurch strömt; ein Kältemittelrohr (89), das den Kompressor, den hochdruckseitigen Wärmetauscher, das Expansionsventil und den Kältemitte-Arbeitsfluid-Wärmetauscher verbindet; und einen Strömungsratenbeschränkungsabschnitt (83), der gestaltet ist, um eine Strömung des Kältemittels zu beschränken, das durch das Kältemittelrohr hindurchgeht, wobei der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt der Strömungsratenbeschränkungsabschnitt ist, der in dem Kältekreis umfasst ist, und eine Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator durch Blockieren der Strömung des Kältemittels, das durch das Kältemittelrohr hindurchgeht, unterdrücken kann.
  6. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, des Weiteren mit: einem Kühlmittelkreislauf (9), der Folgendes aufweist: eine Wasserpumpe (91), die gestaltet ist, um ein Kühlmittel druckzufördern; einen Kühlmittelradiator (92), der gestaltet ist, um Wärme von dem Kühlmittel abzuleiten, das durch die Wasserpumpe druckgefördert wird; einen Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher (93), der gestaltet ist, um Wärme zwischen dem Kühlmittel, das aus dem Kühlmittelradiator ausströmt, und dem Arbeitsfluid auszutauschen, das durch den Kondensator hindurchströmt; und ein Kühlmittelrohr (94), das die Wasserpumpe, den Kühlmittelradiator, und den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher verbindet, wobei der Wärmeableitungsunterdrückungsabschnitt die Wasserpumpe ist, die in dem Kühlmittelkreislauf umfasst ist, und eine Wärmeableitung des Arbeitsfluids in dem Kondensator durch Blockieren der Strömung des Kältemittels unterdrücken kann, das durch das Kühlmittelrohr hindurchgeht.
  7. Vorrichtungstemperaturregler, der gestaltet ist, um eine Temperatur einer Zielvorrichtung (2) durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids zu regeln, wobei der Vorrichtungstemperaturregler Folgendes aufweist: einen Vorrichtungswärmetauscher (10, 10a, 10b), der gestaltet ist, um Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart austauschen zu können, dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird; einen oberen Verbindungsabschnitt (15, 151, 151a, 151b, 152, 152a, 152b), in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der obere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung des Vorrichtungswärmetauschers vorgesehen ist; einen unteren Verbindungsabschnitt (16, 161, 161a, 161b, 162, 162a, 162b), in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der untere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer Position niedriger als der obere Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung vorgesehen ist; einen Fluiddurchgang (60, 60a, 60b), der den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet; einen Erwärmungsabschnitt (61, 61a, 61b), der gestaltet ist, um das Flüssigphasenarbeitsfluid erwärmen zu können, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt; und eine Steuerungseinrichtung (5), die gestaltet ist, um den Erwärmungsabschnitt zu betreiben, wenn die Zielvorrichtung erwärmt wird.
  8. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Erwärmungsabschnitt in einem Abschnitt des Fluiddurchgangs vorgesehen ist, der sich vertikal in der Schwerkraftrichtung erstreckt.
  9. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Fluiddurchgang einen Zurückströmunterdrückungsabschnitt (62), der gestaltet ist, um sich nach unten in der Schwerkraftrichtung mit Bezug auf den Erwärmungsabschnitt zu erstrecken, zwischen dem Erwärmungsabschnitt und dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers hat.
  10. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Fluiddurchgang ein Flüssigkeitsreservoir (63), das gestaltet ist, um das Flüssigphasenarbeitsfluid zu speichern, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt, an einem Punkt einer Route in dem Fluiddurchgang hat.
  11. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 10, wobei das Flüssigkeitsreservoir durch Vergrößern eines Innendurchmessers eines Teils der Route des Fluiddurchgangs vorgesehen ist.
  12. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 10 oder 11, wobei wenigstens ein Teil des Flüssigkeitsreservoirs innerhalb eines Höhenbereichs zwischen dem oberen Verbindungsabschnitt und dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers gelegen ist.
  13. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Erwärmungsabschnitt in einer Position vorgesehen ist, die ein Erwärmen des Flüssigphasenarbeitsfluids ermöglicht, das in dem Flüssigkeitsreservoir gespeichert ist.
  14. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um die Zielvorrichtung durch wiederholtes Erhöhen und Verringern einer Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts zu erwärmen.
  15. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 14, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Funktion des Bestimmens einer Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung zu haben, die Steuerungseinrichtung die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts verringert, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder größer als ein vorbestimmter erster Temperaturschwellenwert ist, und die Steuerungseinrichtung die Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts erhöht, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter zweiter Temperaturschwellenwert ist.
  16. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um die Größe der Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis der Erwärmungskapazität des Erwärmungsabschnitts zu bestimmen.
  17. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um die Zielvorrichtung durch intermittierendes Wiederholen eines Antreibens und Stoppens des Erwärmungsabschnitts zu erwärmen.
  18. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 17, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Funktion des Bestimmens einer Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung zu haben, die Steuerungseinrichtung einen Betrieb des Erwärmungsabschnitts stoppt, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder höher als ein vorbestimmter erster Temperaturschwellenwert ist, und die Steuerungseinrichtung den Betrieb des Erwärmungsabschnitts wieder aufnimmt, wenn die Temperaturverteilung der Zielvorrichtung gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter zweiter Temperaturschwellenwert ist.
  19. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Zeitspanne, während der der Erwärmungsabschnitt kontinuierlich in Betrieb ist, oder einer Zeitspanne zu bestimmen, während der der Erwärmungsabschnitt einen Betrieb kontinuierlich stoppt.
  20. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer elektrischen Leistung zu bestimmen, die zu dem Erwärmungsabschnitt zugeführt wird.
  21. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der Erwärmungsabschnitt ein Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher (93) ist, der gestaltet ist, um ein Strömen eines erwärmten Kühlmittels zu bewirken, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, und die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids zu bestimmen, die durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird.
  22. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 21, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Kühlmittels, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurchströmt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung zu bestimmen.
  23. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Kühlmittels, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurchströmt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung und auf der Basis einer Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den Kühlmittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurchströmt, zu bestimmen.
  24. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der Erwärmungsabschnitt ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher (200) ist, der gestaltet ist, um ein Strömen eines Kältemittels, das eine hohe Temperatur hat, zu bewirken, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird, und die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um die Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Erwärmungskapazität des Arbeitsfluids zu bestimmen, die durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher gezeigt wird.
  25. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 24, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurchströmt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung zu bestimmen.
  26. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Größe einer Temperaturverteilung der Zielvorrichtung auf der Basis einer Differenz zwischen einer Temperatur des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurchströmt, und einer Temperatur der Zielvorrichtung und auf der Basis einer Strömungsrate des Kältemittels, das durch den Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher hindurchströmt, zu bestimmen.
  27. Vorrichtungstemperaturregler, der gestaltet ist, um eine Temperatur einer Zielvorrichtung (2) durch eine Phasenänderung zwischen einer flüssigen Phase und einer Gasphase eines Arbeitsfluids zu regeln, wobei der Vorrichtungstemperaturregler Folgendes aufweist: einen Vorrichtungswärmetauscher (10, 10a, 10b), der gestaltet ist, um Wärme zwischen der Zielvorrichtung und dem Arbeitsfluid derart auszutauschen zu können, dass das Arbeitsfluid verdampft, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass das Arbeitsfluid kondensiert, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird; einen oberen Verbindungsabschnitt (15, 151, 151a, 151b, 152, 152a, 152b), in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der obere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer oberen Seite in einer Schwerkraftrichtung vorgesehen ist; einen unteren Verbindungsabschnitt (16, 161, 161a, 161b, 162, 162a, 162b), in den oder von dem das Arbeitsfluid strömt, wobei der untere Verbindungsabschnitt in einem Abschnitt des Vorrichtungswärmetauschers an einer Position niedriger als der obere Verbindungsabschnitt in der Schwerkraftrichtung vorgesehen ist; einen Fluiddurchgang (60, 60a, 60b), der den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet; und ein Wärmezufuhrbauteil (85, 93, 100, 1010, 1020, 1030, 1040, 200), das in dem Fluiddurchgang an einer Position in einer Höhenrichtung vorgesehen ist, die eine Höhe eines Flüssigkeitsniveaus (FL) des Arbeitsfluids im Inneren des Vorrichtungswärmetauschers überlappt, wobei das Wärmezufuhrbauteil wahlweise kalte Wärme oder heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt.
  28. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 27, wobei das Wärmezufuhrbauteil ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher (93) ist und gestaltet ist, um wahlweise derart umgeschaltet zu werden, dass ein kaltes Kühlmittel strömt, um die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass heißes Kühlmittel strömt, um die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird.
  29. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 27, wobei das Wärmezufuhrbauteil ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauscher (85) ist und gestaltet ist, um wahlweise derart umgeschaltet zu werden, dass ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck strömt, um die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass ein Kältemittel mit hoher Temperatur und einem hohen Druck strömt, um die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuzuführen, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird.
  30. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei ein Kaltwärmezufuhrmechanismus, der die kalte Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt, an einer oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils angeordnet ist, und ein Heißwärmezufuhrmechanismus, der die heiße Wärme zu dem Arbeitsfluid zuführen kann, das durch den Fluiddurchgang hindurchströmt, an einer unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils angeordnet ist.
  31. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 30, wobei der Kaltwärmezufuhrmechanismus ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt (1020) ist, durch den ein Kältemittel mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck strömt, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und der Heißwärmezufuhrmechanismus ein Kältemittel-Arbeitsfluid-Wärmetauschabschnitt (1010) ist, durch den heißes Kühlmittel strömt, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird.
  32. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 27, wobei das Wärmezufuhrbauteil ein Luftwärmetauscher (1030) ist und derart gestaltet ist, dass kalte Luft zu einem Abschnitt an einer oberen Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils zugeführt wird, wenn die Zielvorrichtung gekühlt wird, und dass heiße Luft zu einem Abschnitt an einer unteren Seite in der Schwerkraftrichtung des Wärmezufuhrbauteils zugeführt wird, wenn die Zielvorrichtung aufgewärmt wird.
  33. Vorrichtungstemperaturregler nach Anspruch 27, wobei das Wärmezufuhrbauteil aus einem thermoelektrischen Element (1040) gemacht ist.
  34. Vorrichtungstemperaturregler nach einem der Ansprüche 27 bis 33, des Weiteren mit: einem Kondensator (30, 30a, 30b), der oberhalb des Vorrichtungswärmetauschers in der Schwerkraftrichtung angeordnet ist, wobei der Kondensator gestaltet ist, um das Arbeitsfluid durch Ableiten von Wärme von dem Arbeitsfluid zu kondensieren, das durch den Vorrichtungswärmetauscher verdampft, einem Gasphasendurchgang (50 - 54), der einen Einströmanschluss, durch den hindurch ein Gasphasenarbeitsfluid in den Kondensator strömt, mit dem oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet; und einem Flüssigphasendurchgang (40 - 44), der einen Ausströmanschluss, durch den hindurch ein Flüssigphasenarbeitsfluid von dem Kondensator strömt, mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet, wobei der Fluiddurchgang den oberen Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers mit dem unteren Verbindungsabschnitt des Vorrichtungswärmetauschers verbindet, ohne den Kondensator auf einer Route des Fluiddurchgangs zu haben.
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