JP2017077880A - 車両用バッテリー冷却システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒートポンプシステム20の冷媒ライン21と第1・2連結ラインを介して連結され、電装用冷却システム10の冷却ライン11とバッテリー冷却ライン110を通じて連結され、冷却水と冷媒を選択的に熱交換させるバッテリー用熱交換器120と、前記バッテリー冷却ラインに配置され、冷却ラインとバッテリー冷却ラインを選択的に連結する2個の第1バルブと、第1連結ライン143上の第2バルブを通じて冷媒ラインと連結される第1分岐ライン149と、第2連結ライン147に備えられる第3バルブと、冷媒ラインに備えられる第4バルブを通じて前記ラインと第2連結ラインを選択的に連結する第2分岐ライン153を備える。
【選択図】図1
Description
また、バッテリーが車両のモードに適合に効率的にウォームアップおよび冷却されることによって、バッテリーの最適性能の発揮が可能になり、車両の全体的な走行距離を増加させることができる。
なお、システム全体の簡素化を通じて製作コストの節減および重量縮小が可能であり、空間活用性を向上させることができる。
図面に示された各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したため、本発明が必ず図面に示されたところに限定されず、複数の部分および領域を明確に表現するために厚さを拡大して表示した。
そして、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
また、明細書に記載された「…ユニット」、「…手段」、「…部」、「…部材」などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を行う包括的な構成の単位を意味する。
本発明の実施形態に係る車両用バッテリー冷却システム100は、電装用冷却システム10とヒートポンプシステム20が具備された電気自動車または燃料電池自動車に適用される。
11…冷却ライン
13…電装品
15…電装用ラジエータ
17…クーリングファン
20…ヒートポンプシステム
21…冷媒ライン
22…HVACモジュール
23…内部コンデンサ
25…ヒーター
27…蒸発器
29…開閉ドア
31…圧縮器
33…アキュムレーター
35…外部コンデンサ
37…第1膨張バルブ
39…オリフィス
41…第2膨張バルブ
100…バッテリー冷却システム
110…バッテリー冷却ライン
120…バッテリー用熱交換器
130、141、145、151、154、157…第1、第2、第3、第4、第5、および第6バルブ
143、147…第1、第2連結ライン
149、153、155…第1、第2、および第3分岐ライン
159…除湿ライン
Claims (20)
- 車両の冷房モード、暖房モード、暖房/除湿モード、およびヒートポンプシステム未作動モードにより、冷媒と冷却水を選択的に利用して車両に搭載されたバッテリーをウォームアップまたは冷却させるためのものであって、
ヒートポンプシステムの冷媒ラインと第1、および第2連結ラインを通じて連結され、電装用冷却システムの冷却ラインとバッテリー冷却ラインを通じて連結され、内部に流入される冷却水と冷媒を選択的に熱交換させるバッテリー用熱交換器と、
前記バッテリー用熱交換器を間におき、前記バッテリー冷却ラインにそれぞれ配置され、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインを選択的に連結する2個の第1バルブと、
前記第1連結ライン上に備えられる第2バルブを通じて前記冷媒ラインと連結される第1分岐ラインと、
前記第2連結ラインに備えられる第3バルブと、前記冷媒ラインに備えられる第4バルブを通じて前記冷媒ラインと前記第2連結ラインを選択的に連結する第2分岐ラインと、
を含むことを特徴とする車両用バッテリー冷却システム。 - 前記ヒートポンプシステムは、
前記冷媒ラインを通じて連結され、車両の冷房、暖房、および暖房/除湿モードにより、蒸発器を通過した外気が内部コンデンサとヒーターに選択的に流入されるように調節する開度ドアが内部に備えられたHVACモジュールと、
前記蒸発器と前記内部コンデンサの間で前記冷媒ラインを通じて連結される圧縮器と、
前記圧縮器と蒸発器の間で前記冷媒ラインに備えられるアキュムレーターと、
前記内部コンデンサと前記冷媒ラインを通じて連結され、車両の前方に配置される外部コンデンサと、
前記外部コンデンサと前記蒸発器を連結する前記冷媒ラインに備えられる第1膨張バルブと、
前記外部コンデンサと前記第1膨張バルブの間に備えられる第5バルブを通じて前記蒸発器と前記アキュムレーターの間で前記冷媒ラインと連結される第3分岐ラインと、
前記内部コンデンサと前記外部コンデンサの間で一端が前記冷媒ラインと連結され、他端は前記蒸発器と前記膨張バルブの間に連結され、第6バルブが備えられる除湿ラインと、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記第1連結ラインには、
第2膨張バルブが備えられることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記内部コンデンサと前記外部コンデンサの間で前記冷媒ラインにはオリフィスが備えられることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。
- 前記オリフィスは、
前記冷媒ラインを選択的に開閉したり、通過する冷媒を選択的に膨張させることを特徴とする、請求項4に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記第1分岐ラインは、
前記第4バルブと前記オリフィスの間で前記冷媒ラインと連結されることを特徴とする、請求項4に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の冷房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第2、第3、第4、および第5バルブの作動を通じて前記第1、第2、および第3分岐ラインが閉鎖され、
前記外部コンデンサが前記バッテリー用熱交換器と前記蒸発器に並列に連結されることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の暖房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第2、第3、第4、および第5バルブの作動を通じて前記第1、第2、および第3分岐ラインが閉鎖され、
前記蒸発器と連結される前記冷媒ラインは閉鎖されることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の暖房モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第2、第3、第4、および第5バルブの作動を通じて前記第1、第2、および第3分岐ラインが開放され、
前記蒸発器と前記第5バルブを連結する前記冷媒ラインと、前記第2連結ラインは閉鎖されることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の暖房/除湿モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第2、第3、第4、第5、および第6バルブの作動を通じて前記第1、第2、および第3分岐ラインと前記除湿ラインが開放され、
前記蒸発器と前記第5バルブを連結する前記冷媒ラインと、前記第2連結ラインは閉鎖されることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の暖房モードと暖房/除湿モードでは、
前記内部コンデンサが前記バッテリー用熱交換器と前記外部コンデンサに直列に連結されることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記第2、第3、第4、および第5バルブは、
車両の冷房、暖房、および暖房/除湿モードと、前記ヒートポンプシステムの未作動モードにより、前記バッテリーの冷却またはウォームアップ時に選択的に開閉される3ウェイバルブであることを特徴とする、請求項2に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記第1バルブは、
車両のモードにより、前記バッテリーのウォームアップまたは冷却要求時に前記バッテリー用熱交換器に冷却水が選択的に流入されるように作動し、4ウェイバルブであることを特徴とする、請求項1に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記電装用冷却システムは、
モータを含む電装品と、
車両の前方に配置される電装用ラジエータと、
前記電装品と前記電装用ラジエータを連結する前記冷却ライン上に備えられ、冷却水を循環させるように作動する第1ウォータポンプと、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器の間で前記バッテリー冷却ラインには第2ウォータポンプが備えられることを特徴とする、請求項14に記載の車両用バッテリー冷却システム。
- 車両の冷房モードと暖房モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第1バルブの作動を通じて前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され、
前記電装品の冷却要求および冷却水温により、前記第1バルブの作動を通じて前記冷却ラインが選択的に開閉され、
前記冷却ラインの開放時には前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することを特徴とする、請求項14に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の暖房モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第1バルブの作動を通じて前記冷却ラインは閉鎖され、前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放されることを特徴とする、請求項14に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 車両の暖房/除湿モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第1バルブの作動を通じて前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が連結されるように前記バッテリー冷却ラインが開放され、
前記電装品の冷却要求および冷却水温により、前記第1バルブの作動を通じて前記冷却ラインが選択的に開閉されることを特徴とする、請求項14に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記ヒートポンプシステムの未作動モードで前記バッテリーを冷却する場合には、
前記第1バルブの作動を通じて前記電装品と前記電装用ラジエータが連結されるように前記冷却ラインが開放され、
前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器を連結する前記バッテリー冷却ラインが閉鎖された状態で、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することを特徴とする、請求項14に記載の車両用バッテリー冷却システム。 - 前記ヒートポンプシステムの未作動モードで前記バッテリーをウォームアップする場合には、
前記第1バルブの作動を通じて前記電装品と前記電装用ラジエータを連結する前記冷却ラインが閉鎖され、
前記バッテリーと前記バッテリー用熱交換器が前記バッテリー冷却ラインを通じて連結された状態で、前記冷却ラインと前記バッテリー冷却ラインが連通することを特徴とする、請求項14に記載の車両用バッテリー冷却システム。
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