JP2011183862A - Temperature controller of battery for vehicle running - Google Patents

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Akihiko Takano
明彦 高野
Akio Iwasa
昭男 岩佐
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature controller of battery for vehicle running with a structure having high followability to layout changes. <P>SOLUTION: The temperature controller of battery controls the temperature of an on-vehicle battery composed of a plurality of modules 10, 10 with a heat exchange unit. The heat exchange unit includes a heat exchange part that performs heat-exchanging with the modules 10, 10 using a medium charged into a pipe 3. The module 10 is constructed by assembling one or more heat pipes 11 onto a unit cell so as to be heat-exchangeable, and the heat pipe 11 includes an external heat exchange part 12 on at least one side. In addition, the external heat exchange part 12 of the heat pipe 11 is a temperature control apparatus of a battery for vehicle running structured to be detachable to the heat exchange part of the heat exchange unit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車に装備されるバッテリーの温度調整装置に関する。   The present invention relates to a battery temperature adjusting device equipped in an electric vehicle or a hybrid electric vehicle.

電気自動車(Electrical Vehicle 以下、「EV」)やハイブリッド電気自動車(Hybrid
Electrical Vehicle以下、「HEV」)に装備される走行用のバッテリーは、急速充電時に大電流が流れてバッテリー自体が発熱するため、一般的に冷却装置が付帯されている。
Electric vehicles (hereinafter referred to as “EV”) and hybrid electric vehicles (Hybrid)
A battery for traveling, which is mounted on an electric vehicle (hereinafter referred to as “HEV”), is generally accompanied by a cooling device because a large current flows during rapid charging and the battery itself generates heat.

ところで、走行用のバッテリーは、走行距離延長の要請や、充電時間の短縮化の要請により、単位時間当たりの充電量は増える傾向にある。そのため、充電時のバッテリーからの発熱量が増加し、充電効率が低下したりバッテリーの寿命が短縮化されてしまうので、冷却装置には冷却性能の確保及び向上が求められている。   By the way, the battery for driving | running | working exists in the tendency for the charge amount per unit time to increase by the request | requirement of extending | stretching driving distance, or the request | requirement of shortening of charging time. Therefore, the amount of heat generated from the battery at the time of charging is increased, the charging efficiency is lowered, and the life of the battery is shortened. Therefore, the cooling device is required to ensure and improve the cooling performance.

この種のバッテリーの冷却装置として、水冷式と空冷式のものが知られているところ、バッテリーとの単位時間当たり熱交換量を大きくとれる観点から、水冷式温調システムへの関心が高まっている(水冷式のものとして、後記特許文献1のもの参照)。   As this type of battery cooling device, water-cooled and air-cooled devices are known. From the viewpoint of obtaining a large amount of heat exchange per unit time with the battery, interest in the water-cooled temperature control system is increasing. (Refer to Patent Document 1 described later as a water-cooled type).

また、走行用のバッテリーとして、リチウム系、ニッケル水素系、ナトリウム硫黄蓄電池等が開発されているが、これらのバッテリーは、従来の内燃機関用バッテリーとは異なり、例えば100V仕様や350V仕様のように、高電圧を発生させる必要がある。そこで、モジュールと呼ばれる各電池を、電気的に直列に繋ぐことで高電圧化を実現している。   In addition, lithium batteries, nickel metal hydride batteries, sodium sulfur batteries, and the like have been developed as batteries for running, but these batteries are different from conventional batteries for internal combustion engines, such as 100V specifications and 350V specifications. Need to generate high voltage. Therefore, a high voltage is realized by electrically connecting each battery called a module in series.

そして、この種のバッテリーの冷却装置において、ヒートパイプを用いるものが知られている(特許文献2〜5参照)。このようなヒートパイプを用いるバッテリーの冷却装置は、とりわけ特許文献2に開示されているように、扁平形のセル(単電池)の間に扁平型のヒートパイプを配置し、ヒートシンクを兼ねた外装ケースにヒートパイプを接触させて放熱させ、セルの発熱を効率よく除去するものである。
In this type of battery cooling device, one using a heat pipe is known (see Patent Documents 2 to 5). In such a battery cooling device using a heat pipe, as disclosed in Patent Document 2, in particular, a flat heat pipe is disposed between flat cells (unit cells), and the exterior also serves as a heat sink. A heat pipe is brought into contact with the case to dissipate heat, thereby efficiently removing heat generated in the cell.

特開平7−105988号公報JP 7-105988 A 特開2009−140714号公報JP 2009-140714 A 特開昭60−107274号公報JP 60-107274 A 特開2004−227986号公報JP 2004-227986 A 特開2007−257843号公報JP 2007-257843 A

ところで、バッテリーは、搭載される車両のレイアウトに応じて様々な姿勢や種々異なる場所に配置される。また、バッテリーを構成するセルは、充放電する際に膨張或いは収縮を繰り返し、劣化するに従って徐々に膨張する特性を有している。更には、多数用意されたセルのうちには、故障した特定のセルのみ交換したいという要請もある。このように、車両走行用バッテリーの温度調整装置においては、高い設計自由度と、取扱いの容易なメンテナンス性が求められている。   By the way, the battery is arranged in various postures and various places according to the layout of the vehicle on which the battery is mounted. Further, the cells constituting the battery have a characteristic of repeatedly expanding or contracting during charging and discharging and gradually expanding as they deteriorate. Furthermore, there is also a request to replace only a specific cell that has failed among a large number of prepared cells. As described above, a temperature adjustment device for a vehicle running battery is required to have a high degree of design freedom and easy maintenance.

ところが、従来のバッテリーの温度調整装置は、セルの配置が変更されると、冷却システムないし冷却部の構造までも変更する必要があり、レイアウト変更への追従性が低いという不都合があった。   However, in the conventional battery temperature adjusting device, when the arrangement of the cells is changed, it is necessary to change the structure of the cooling system or the cooling unit, and there is a disadvantage that the followability to the layout change is low.

そこで本発明は、EVやHEV用バッテリーの温度調整装置において、セルの特長である充放電時の膨張・収縮があってもセルを温調でき、しかも、レイアウト変更への追従性の高い構造を備えた車両走行用バッテリーの温度調整装置を提供するものである。   Therefore, the present invention provides a temperature adjustment device for EV and HEV batteries, which can adjust the temperature of the cell even when there is expansion / contraction during charging / discharging, which is a feature of the cell, and has a structure with high follow-up to the layout change. Provided is a temperature control device for a vehicle running battery.

本願第1請求項に記載した発明は、実施例で用いた符号を付して記すと、複数のモジュール10,10からなる車載用バッテリーを、熱交換ユニットで温度調節するバッテリーの温度調整装置において、前記熱交換ユニットは、配管3内に媒体を充填しこの媒体で前記モジュール10,10と熱交換する熱交換部を備え、前記モジュール10は、単電池に1又は複数のヒートパイプ11を熱交換可能に組み付けて構成され、前記ヒートパイプ11は、少なくとも一側に外部熱交換部12を備え、更に、前記ヒートパイプ11の前記外部熱交換部12は、前記熱交換ユニットの熱交換部に対し着脱可能に設けられる構成の車両走行用バッテリーの温度調整装置である。   The invention described in the first claim of the present application is a battery temperature adjusting device that adjusts the temperature of an in-vehicle battery composed of a plurality of modules 10 and 10 by a heat exchange unit, with the reference numerals used in the embodiments. The heat exchange unit includes a heat exchange unit that fills the pipe 3 with a medium and exchanges heat with the modules 10 and 10 using the medium. The module 10 heats one or more heat pipes 11 to a single cell. The heat pipe 11 includes an external heat exchange unit 12 on at least one side, and the external heat exchange unit 12 of the heat pipe 11 is connected to a heat exchange unit of the heat exchange unit. It is the temperature adjustment apparatus of the battery for vehicle travel of the structure provided so that attachment or detachment is possible.

本願第2請求項に記載した発明は、請求項1の発明において、前記熱交換ユニット1の配管3は、可撓性のあるフレキシブル部4を備えた構成の車両走行用バッテリーの温度調整装置である。   The invention described in claim 2 of the present application is the temperature control device for a vehicle traveling battery according to the invention of claim 1, wherein the pipe 3 of the heat exchange unit 1 includes a flexible portion 4 having flexibility. is there.

本願第1請求項の発明によれば、各モジュールは単電池にヒートパイプを熱交換可能に組み付けて構成されるので、それぞれの電池を各別に温度調整することができる。また、各モジュールの熱交換は熱交換ユニットを介して行われるので、従来の空冷によるヒートパイプの熱交換に比べて、熱交換効率を著しく高めることが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, since each module is configured by assembling a heat pipe to a single cell so that heat exchange is possible, the temperature of each battery can be adjusted individually. Moreover, since heat exchange of each module is performed via a heat exchange unit, it becomes possible to remarkably improve heat exchange efficiency compared with the heat exchange of the heat pipe by the conventional air cooling.

そして、ヒートパイプの外部熱交換部は、熱交換ユニットの熱交換部に対し着脱可能に設けられているので、モジュールを車両レイアウトに適合するように配置することができ、これにより車両レイアウト変更への追従性を向上することができる。   And since the external heat exchange part of a heat pipe is provided so that attachment or detachment is possible with respect to the heat exchange part of a heat exchange unit, a module can be arranged so that it may suit a vehicle layout, and this changes a vehicle layout. Can be improved.

本願第2請求項の発明によれば、前記熱交換ユニットの配管は可撓性のあるフレキシブル部を備えるので、各モジュールを、車両レイアウトに則して、より自由度を高めて配置することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, since the piping of the heat exchange unit includes a flexible portion having flexibility, each module can be arranged with a higher degree of freedom in accordance with the vehicle layout. It becomes possible.

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。まず、本発明が実施されているバッテリー温調システムについて図1を参照して説明する。この図1に示すバッテリー温調システムの全体構成図において、第1熱交換ユニット1と、第2熱交換ユニット20とから構成される。第1熱交換ユニット1は、配管3内に液状の熱媒体を充填しこの熱媒体でモジュール10,10と熱交換する熱交換部2(以下、「第1熱交換部2」と称する。)を備える。符号5はポンプで、熱媒体を配管内3で循環させる。   Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated embodiments. First, a battery temperature control system in which the present invention is implemented will be described with reference to FIG. In the overall configuration diagram of the battery temperature control system shown in FIG. 1, the battery heat control system includes a first heat exchange unit 1 and a second heat exchange unit 20. The first heat exchange unit 1 is filled with a liquid heat medium in the pipe 3 and exchanges heat with the modules 10 and 10 using this heat medium (hereinafter referred to as “first heat exchange part 2”). Is provided. Reference numeral 5 denotes a pump that circulates the heat medium in the pipe 3.

第2熱交換ユニット20は、第1熱交換部2で熱交換した熱媒体を放熱或いは放冷する熱交換部21(以下、第2熱交換部21)を備える。尚、熱媒体は、例えば水や不凍液が用いられるが、これらに特に限定されるものではない。   The second heat exchanging unit 20 includes a heat exchanging unit 21 (hereinafter referred to as a second heat exchanging unit 21) that radiates or cools the heat medium heat exchanged by the first heat exchanging unit 2. The heat medium is, for example, water or antifreeze, but is not particularly limited thereto.

このバッテリー温調システムにおいて、図示を省略したバッテリー充電用スタンド等により、バッテリーの急速充電が行われる。即ち、短時間で行われるバッテリーの急速充電は、車両停止の際、行われるものであって、バッテリーの温度が急上昇するが、車両走行時の回生発電によるバッテリー充電の場合は、所謂緩慢充電であり、これに伴いバッテリーの温度が上昇しても、その温度上昇はバッテリーに不具合を生じさせる程度のものではない。   In this battery temperature control system, the battery is rapidly charged by a battery charging stand (not shown). In other words, the quick charging of the battery that is performed in a short time is performed when the vehicle is stopped, and the temperature of the battery rapidly rises. However, in the case of battery charging by regenerative power generation when the vehicle is running, so-called slow charging is performed. With this, even if the temperature of the battery rises, the temperature rise is not so much as to cause a malfunction of the battery.

そして、バッテリーの充電時とりわけ急速充電時には、前記ポンプ5を作動して熱媒体を配管3内で循環させ、これにより、第1熱交換部2において熱媒体によりモジュール10,10との熱交換がなされる。この例では、熱交換部2において熱媒体によりモジュール10,10は冷却される。   When the battery is charged, particularly during rapid charging, the pump 5 is operated to circulate the heat medium in the pipe 3, whereby heat exchange with the modules 10, 10 is performed by the heat medium in the first heat exchange unit 2. Made. In this example, the modules 10 and 10 are cooled by the heat medium in the heat exchange unit 2.

前記第2熱交換ユニット20は、前述したように第2熱交換部21を備えるものであって、冷媒を圧縮する圧縮機22と、圧縮機22で圧縮された冷媒を冷却する凝縮器23と、凝縮器23で冷却された冷媒を減圧して膨張させる減圧器24aと、減圧器24aで減圧された冷媒を蒸発する蒸発器25とを備えている。尚、圧縮機22は、図示を省略したモータによって駆動される。また、前記第2熱交換ユニットに用いられる冷媒としては、フロンや二酸化炭素、ハイドロカーボン等が適宜利用される。   The second heat exchange unit 20 includes the second heat exchange unit 21 as described above, and includes a compressor 22 that compresses the refrigerant, and a condenser 23 that cools the refrigerant compressed by the compressor 22. And a decompressor 24a that decompresses and expands the refrigerant cooled by the condenser 23, and an evaporator 25 that evaporates the refrigerant decompressed by the decompressor 24a. The compressor 22 is driven by a motor (not shown). In addition, as the refrigerant used in the second heat exchange unit, chlorofluorocarbon, carbon dioxide, hydrocarbon, or the like is appropriately used.

図1において、符号26は切替弁であり、この切替弁26の切替えによって、第2熱交換部21において温調を行うこともできる。従って、この温調により、第1熱交換部2においてモジュール10,10の温調も行うことができるので、バッテリー温度を適宜一定状態にして、バッテリーの充放電効率を高めることが可能となる。   In FIG. 1, reference numeral 26 denotes a switching valve. By switching the switching valve 26, temperature control can be performed in the second heat exchange unit 21. Therefore, the temperature adjustment of the modules 10 and 10 can also be performed in the first heat exchanging unit 2 by this temperature adjustment, so that the battery temperature can be appropriately kept constant to increase the charge / discharge efficiency of the battery.

例えば、圧縮機22から吐出され凝縮器23を経由した冷媒を、切替弁26により第2熱交換部21へ流れるようにすれば、冷媒は第2熱交換部21の上流の減圧器24bで減圧され、第2熱交換部で蒸発するとともに熱交換ユニット1を冷却し、圧縮機22へ戻すことができる。更に、圧縮機22からの冷媒の吐出量や、第2熱交換部21の上流の減圧器24bの設定条件を適宜変更することによって、第2熱交換部21での第1熱交換ユニット1の冷却量を制御することができる。   For example, if the refrigerant discharged from the compressor 22 and passing through the condenser 23 is caused to flow to the second heat exchange unit 21 by the switching valve 26, the refrigerant is decompressed by the decompressor 24 b upstream of the second heat exchange unit 21. Then, it evaporates in the second heat exchanging section, and the heat exchanging unit 1 can be cooled and returned to the compressor 22. Further, by appropriately changing the discharge amount of the refrigerant from the compressor 22 and the setting conditions of the decompressor 24b upstream of the second heat exchange unit 21, the first heat exchange unit 1 in the second heat exchange unit 21 is changed. The amount of cooling can be controlled.

また、必要に応じて、圧縮機22から吐出され凝縮器23を経由した冷媒を切替弁26により、第2熱交換部21と、蒸発器25との両方に分配してもよい。   Moreover, you may distribute the refrigerant | coolant discharged from the compressor 22 via the condenser 23 to both the 2nd heat exchange part 21 and the evaporator 25 with the switching valve 26 as needed.

本発明に係る車両走行用バッテリーの温度調整装置において、前記モジュール10は、例えば扁平型や角型形状の単電池に1又は複数のヒートパイプ11を熱交換可能に組み付けて構成されている。図2に示す具体例では、1つのモジュール10は、扁平型単電池に1つのヒートパイプ11を熱交換可能に組み付けている。この組み付けは、扁平型単電池とヒートパイプ間の熱交換が可能であれば接着、溶着、掛かり止め、係合等、適宜の固着手段を用いてよい。   In the vehicle travel battery temperature adjustment device according to the present invention, the module 10 is configured by, for example, assembling one or a plurality of heat pipes 11 in a flat or square unit cell so that heat exchange is possible. In the specific example shown in FIG. 2, one module 10 has one heat pipe 11 assembled to a flat unit cell so that heat exchange is possible. For this assembly, as long as heat exchange between the flat unit cell and the heat pipe is possible, an appropriate fixing means such as adhesion, welding, latching and engagement may be used.

尚、ヒートパイプ11は、パイプ内部に毛細管構造を設けるとともに、パイプ中に揮発性の液体(作動液)を封入して構成される公知の構造を備えたもので、高温部で蒸発した作動液の蒸気が低温部に移動して凝縮し、その凝縮した作動液が毛細管を伝って高温部に戻るサイクルを繰り返すことによって、高効率の熱伝導を可能にするものである。   The heat pipe 11 is provided with a known structure in which a capillary structure is provided inside the pipe and a volatile liquid (working fluid) is enclosed in the pipe. The vapor moves to the low temperature part and condenses, and the condensed working fluid repeats a cycle that returns to the high temperature part through the capillary tube, thereby enabling highly efficient heat conduction.

本例の場合、ヒートパイプ11は、少なくとも一側に外部熱交換部12を備え、更に、ヒートパイプ11の外部熱交換部12は、図2(2)に示すように、前記熱交換ユニット1の第1熱交換部2に対し着脱可能に設けられる構成の車両走行用バッテリーの温度調整装置である。尚、外部熱交換部12は、用いられるヒートパイプ11がモジュール10を冷却することにある場合は放熱用の熱交換部として、また、モジュール10を温めることにある場合は吸熱用の熱交換部として、設置する。   In the case of this example, the heat pipe 11 includes an external heat exchange unit 12 on at least one side, and the external heat exchange unit 12 of the heat pipe 11 includes the heat exchange unit 1 as shown in FIG. It is the temperature adjustment apparatus of the battery for vehicle travel of the structure provided so that attachment or detachment is possible with respect to the 1st heat exchange part. The external heat exchange unit 12 is a heat exchange unit for heat dissipation when the heat pipe 11 used is to cool the module 10, and a heat exchange unit for heat absorption when the module 10 is to warm the module 10. As installed.

図3は、第1熱交換部2に対する外部熱交換部12の着脱構造を示すもので、図3(1)は、円筒状の熱交換部2の外形に適合するように、外部熱交換部12を円弧片状に形成して、熱交換部2に当接させている。この場合は、複数のモジュール10,10を、それぞれの外部熱交換部12を上方に位置させて、図示を省略した固定スタンドに並列に設置し、外部熱交換部12を下方から斜め上方に、第1熱交換部2に当接させている。   FIG. 3 shows a detachable structure of the external heat exchange unit 12 with respect to the first heat exchange unit 2, and FIG. 3 (1) shows the external heat exchange unit so as to conform to the outer shape of the cylindrical heat exchange unit 2. 12 is formed in a circular arc shape and is brought into contact with the heat exchanging portion 2. In this case, the plurality of modules 10 and 10 are placed in parallel on a fixed stand (not shown) with each external heat exchange unit 12 positioned upward, and the external heat exchange unit 12 is obliquely upward from below. The first heat exchange unit 2 is in contact with the first heat exchange unit 2.

このように、モジュール10の外部熱交換部12を第1熱交換部2に対し着脱可能に設けた場合は、複数のモジュール10,10のうち、万一いずれかに不具合を生じても、容易に当該モジュール10を容易に取り外して且つ新たなモジュール10を取り付けることができるので、作業性の向上に資するものである。   Thus, when the external heat exchange part 12 of the module 10 is provided so as to be detachable from the first heat exchange part 2, it is easy even if a malfunction occurs in any one of the plurality of modules 10, 10. Further, since the module 10 can be easily removed and a new module 10 can be attached, it contributes to improvement in workability.

図3(2)に示す例は、前例のものに、更に外部熱交換部12と熱交換部2にクリップ6をあてがって、両者の当接を堅固にしている。尚、クリップ6は、適宜のものを用いることができ、この例の場合は外部熱交換部12と熱交換部2とを押し付けあうように挟持している。   In the example shown in FIG. 3 (2), the clip 6 is further applied to the external heat exchanging portion 12 and the heat exchanging portion 2 in addition to the previous example so that the abutment between the two is firm. Note that an appropriate clip can be used as the clip 6. In this example, the external heat exchanging unit 12 and the heat exchanging unit 2 are pressed against each other.

図3(3)に示す例は、外部熱交換部12を半円形のフック状に形成して、これを第1熱交換部2に嵌合させている。この例の場合は、フック状の外部熱交換部12を第1熱交換部2に嵌合させるだけで、ヒートパイプ11を第1熱交換部2に対し着脱可能に設けることができるので、上述した固定スタンドの使用の有無は任意的なものとなる。   In the example shown in FIG. 3 (3), the external heat exchanging portion 12 is formed in a semicircular hook shape, and this is fitted to the first heat exchanging portion 2. In the case of this example, the heat pipe 11 can be detachably provided to the first heat exchanging unit 2 simply by fitting the hook-shaped external heat exchanging unit 12 to the first heat exchanging unit 2. The use of the fixed stand is optional.

図3(4)に示す例は、図3(3)のフック状の外部熱交換部12を、その下部において90°捻って、構成したものである。このように、フック状の外部熱交換部12を捻って適宜位相を変えることにより、各モジュール10,10を、第1熱交換部2に則して、従って車両レイアウトに則して、より自由度を高めて配置することが可能となる。   In the example shown in FIG. 3 (4), the hook-shaped external heat exchanging portion 12 shown in FIG. 3 (3) is twisted by 90 ° at the lower portion thereof. In this way, by twisting the hook-shaped external heat exchanging section 12 and changing the phase as appropriate, the modules 10 and 10 can be made more free according to the first heat exchanging section 2 and thus according to the vehicle layout. It becomes possible to arrange at a higher degree.

本発明において、上述した配置の自由度を高め得る構造は、図4に示すように、第1熱交換部2を工夫しても実現することができる。即ち、熱交換ユニット1の配管3に、可撓性のあるフレキシブル部4を備えることにより、第1熱交換部2の位置を適宜変更することができる。この例では、第1熱交換部2を二分し、これらの間にフレキシブル部4を設けている。   In the present invention, the structure that can increase the degree of freedom of the arrangement described above can be realized even if the first heat exchange unit 2 is devised as shown in FIG. That is, by providing the flexible part 4 with flexibility in the pipe 3 of the heat exchange unit 1, the position of the first heat exchange part 2 can be changed as appropriate. In this example, the 1st heat exchange part 2 is divided into two, and the flexible part 4 is provided among these.

尚、第1熱交換部2は、配管3の一部を構成(兼用)するものであり、また、配管3も、必要により適宜の部位に熱伝導率の高いものを用いれば、その部位を第1熱交換部2として用いることができる。更に、フレキシブル部4は、特定の部材のほかに、配管3及び(又は)第1熱交換部2を変形可能に設けることにより、フレキシブル部4として用いることができる。   The first heat exchanging part 2 constitutes (also serves as) a part of the pipe 3, and the pipe 3 also has a part having a high thermal conductivity if necessary. It can be used as the first heat exchange unit 2. Furthermore, the flexible part 4 can be used as the flexible part 4 by providing the pipe 3 and / or the first heat exchange part 2 in a deformable manner in addition to a specific member.

また、本発明に係るバッテリーの温度調整装置は、前記各例のほか、本発明の目的に沿って適宜改変することができるものである。既述の通り、本発明は、バッテリーの冷却のみならず、バッテリーを加温する場合にも利用することができる。   In addition to the above examples, the battery temperature adjusting device according to the present invention can be modified as appropriate in accordance with the object of the present invention. As described above, the present invention can be used not only for cooling the battery but also for heating the battery.

即ち、極寒地での使用において充電後すぐに走行する際、バッテリーを適切な温度まで上昇させ、放電能力を向上させたい要求がある。前述したように、充電時にはバッテリーから発熱があるが、極寒地においてはバッテリーからの発熱では足りず、むしろ加温したいケースがある。このような場合、本例の第2熱交換ユニットにおいて、圧縮機から吐出した高温高圧冷媒を、第2熱交換部に流入させ、第1熱交換ユニットを昇温し、膨張弁を経て凝縮器を蒸発器として利用することもできる。   That is, there is a demand to improve the discharge capacity by raising the battery to an appropriate temperature when traveling immediately after charging in use in an extremely cold region. As described above, although heat is generated from the battery during charging, there is a case where it is desired to heat the battery in the extremely cold region because the heat generated from the battery is insufficient. In such a case, in the second heat exchange unit of this example, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor is caused to flow into the second heat exchange unit, the temperature of the first heat exchange unit is increased, and the condenser is passed through the expansion valve. Can also be used as an evaporator.

図5は、第1熱交換部2をパラレル配置したものを示すもので、図5(1)は、例えば上方の第1熱交換部2に冷却用熱媒体を、また、下方の第1熱交換部2には加温用熱媒体を、通流するものであり、そして、1つのモジュール10に2つのヒートパイプ11を取付け、上方の第1熱交換部2に着脱可能に設けられるヒートパイプ11の外部熱交換部12には放熱用の熱交換部のものを用い、また、下方の第1熱交換部2に着脱可能に設けられるヒートパイプ11の外部熱交換部12には吸熱用の熱交換部のものを用いている。   FIG. 5 shows the first heat exchange unit 2 arranged in parallel. FIG. 5 (1) shows, for example, a cooling heat medium in the upper first heat exchange unit 2 and a lower first heat. A heat pipe for heating is passed through the exchange unit 2, and two heat pipes 11 are attached to one module 10, and the heat pipe is detachably provided in the upper first heat exchange unit 2. 11 is used for the heat dissipation part for heat dissipation, and the external heat exchange part 12 of the heat pipe 11 detachably provided in the first heat exchange part 2 below is for heat absorption. The heat exchange part is used.

図5(2)の場合は、上方の第1熱交換部2に冷却用熱媒体を、また、下方の第1熱交換部2には加温用熱媒体を、通流する点では図5(1)の場合と同様であるが、この例のものは、1つのモジュール10に1つのヒートパイプ11を取付け、上方の外部熱交換部12は放熱用の熱交換部を、また、下方の外部熱交換部12は吸熱用の熱交換部を、それぞれ設置したものを用いている。このように、図5に示す例のものは、バッテリーの冷却と加温を行うことができる。   In the case of FIG. 5 (2), the cooling heat medium is passed through the upper first heat exchanging section 2, and the heating heat medium is passed through the lower first heat exchanging section 2 as shown in FIG. As in the case of (1), in this example, one heat pipe 11 is attached to one module 10, the upper external heat exchanging section 12 is a heat exchanging section for heat dissipation, and the lower one is The external heat exchanging unit 12 uses a heat exchanging unit for absorbing heat. Thus, the example shown in FIG. 5 can cool and warm the battery.

また、図5に示す例のものにおいては、1つの第2熱交換ユニット20を用いるとともに、上方の第1熱交換部2と下方の第1熱交換部2とを、配管3に図示を省略した切替弁を設けて分岐し、モジュール10,10の冷却を行うときは、熱媒体が上方の第1熱交換部2を流れるようにし、また、加温するときは、第2熱交換ユニット20の作動を切り替えるとともに、切替弁を切り替えて、熱媒体が下方の第1熱交換部2を流れるようにするものである。これにより冷却と温調を適宜行うことができる。尚、上方の第1熱交換部2と下方の第1熱交換部2にそれぞれ適合するように、2つの第2熱交換ユニット20を用いてもよい。   Further, in the example shown in FIG. 5, one second heat exchange unit 20 is used, and the upper first heat exchange unit 2 and the lower first heat exchange unit 2 are not shown in the pipe 3. When the modules 10 and 10 are cooled by providing a switching valve, the heat medium is allowed to flow through the upper first heat exchanging unit 2 and when heated, the second heat exchanging unit 20 is heated. And switching the switching valve so that the heat medium flows through the first heat exchange section 2 below. Thereby, cooling and temperature control can be appropriately performed. In addition, you may use the two 2nd heat exchange units 20 so that it may each fit in the upper 1st heat exchange part 2 and the lower 1st heat exchange part 2. FIG.

更に、本発明に係るバッテリーの温度調整装置は、前例のように、前記ヒートパイプ11の前記外部熱交換部12が、前記第1熱交換ユニット1の熱交換部2に対し着脱可能に設けられる構成のほかに、ヒートパイプ11の前記外部熱交換部12を、第2熱交換ユニット20の熱交換部21に対し着脱可能に設けるようにしてもよい。このように、冷凍サイクルとヒートパイプとを、第1熱交換ユニットを介さずに、直接接触させることにより、温調システムの構成部品点数を減少させて、構成を簡素化することができるものである。   Furthermore, in the battery temperature adjustment apparatus according to the present invention, as in the previous example, the external heat exchange unit 12 of the heat pipe 11 is detachably attached to the heat exchange unit 2 of the first heat exchange unit 1. In addition to the configuration, the external heat exchange unit 12 of the heat pipe 11 may be detachably provided to the heat exchange unit 21 of the second heat exchange unit 20. Thus, by directly contacting the refrigeration cycle and the heat pipe without going through the first heat exchange unit, the number of components of the temperature control system can be reduced and the configuration can be simplified. is there.

また、本発明に係る車両走行用バッテリーの温度調整装置は、前記各例のほか、本発明の目的に沿って適宜改変することができるものである。尚、上述した例では、モジュールを複数縦方向に並べて、その上部に熱交換部を配置したが、モジュールを複数重ね置きして(積み上げて)、その側面に熱交換部を対向配置することもできるものである。   In addition to the above examples, the temperature adjustment device for a vehicle running battery according to the present invention can be modified as appropriate in accordance with the object of the present invention. In the above-described example, a plurality of modules are arranged in the vertical direction, and the heat exchange unit is arranged on the upper part. However, a plurality of modules may be stacked (stacked), and the heat exchange unit may be arranged opposite to the side surface. It can be done.

本発明は、EVやHEV用のバッテリーの温度調整装置に好適であり、また、これらのほか、民生用のものにも利用することができる。   The present invention is suitable for a temperature control device for a battery for EVs and HEVs, and can also be used for consumer use in addition to these.

本発明が用いられるバッテリーの温度調整装置を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the temperature control apparatus of the battery in which this invention is used. モジュールを示す図であり、(1)はモジュール単体、(2)は複数のモジュールと第1熱交換部を示す概念構成図である。It is a figure which shows a module, (1) is a module single-piece | unit, (2) is a conceptual block diagram which shows a some module and a 1st heat exchange part. 第1熱交換部に対する外部熱交換部の着脱構造を示す図である。It is a figure which shows the attachment or detachment structure of the external heat exchange part with respect to a 1st heat exchange part. 第1熱交換部を二分しこれらの間にフレキシブル部を設けた構成図である。It is the block diagram which divided the 1st heat exchange part and provided the flexible part between these. 第1熱交換部をパラレル配置したものを示す図である。It is a figure showing what arranged the 1st heat exchange part in parallel.

1 第1熱交換ユニット
2 熱交換部(第1熱交換部)
3 配管
4 フレキシブル部
5 ポンプ
6 クリップ
10 モジュール
11 ヒートパイプ
12 外部熱交換部
20 第2熱交換ユニット
21 第2熱交換部
22 圧縮機
23 凝縮器
24a 減圧器
24b 減圧器
25 蒸発器
26 切替弁
1 1st heat exchange unit 2 heat exchange part (1st heat exchange part)
3 piping 4 flexible section 5 pump 6 clip 10 module 11 heat pipe 12 external heat exchange section 20 second heat exchange unit 21 second heat exchange section 22 compressor 23 condenser 24a decompressor 24b decompressor 25 evaporator 26 switching valve

Claims (2)

複数のモジュールからなる車載用バッテリーを、熱交換ユニットで温度調節するバッテリーの温度調整装置において、
前記熱交換ユニットは、配管内に媒体を充填しこの媒体で前記モジュールと熱交換する熱交換部を備え、
前記モジュールは、単電池に1又は複数のヒートパイプを熱交換可能に組み付けて構成され、
前記ヒートパイプは、少なくとも一側に外部熱交換部を備え、
更に、前記ヒートパイプの前記外部熱交換部は、前記熱交換ユニットの熱交換部に対し着脱可能に設けられるものであることを特徴とする車両走行用バッテリーの温度調整装置。
In a battery temperature adjustment device that adjusts the temperature of an in-vehicle battery consisting of multiple modules with a heat exchange unit,
The heat exchange unit includes a heat exchange unit that fills a medium in a pipe and exchanges heat with the module using the medium.
The module is configured by assembling one or a plurality of heat pipes to a unit cell so that heat exchange is possible,
The heat pipe includes an external heat exchange part on at least one side,
Furthermore, the external heat exchange part of the said heat pipe is provided so that attachment or detachment with respect to the heat exchange part of the said heat exchange unit is provided, The temperature adjustment apparatus of the battery for vehicle travel characterized by the above-mentioned.
前記熱交換ユニットの配管は、可撓性のあるフレキシブル部を備えたことを特徴とする請求項1記載の車両走行用バッテリーの温度調整装置。
The temperature adjustment device for a vehicle travel battery according to claim 1, wherein the pipe of the heat exchange unit includes a flexible portion having flexibility.
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