JP2020105943A5

JP2020105943A5 - 車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法

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Publication number: JP2020105943A5
Application number: JP2018243353A
Authority: JP
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2038-12-26

Description

本発明は、車両に搭載される車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法に関するものである。

本発明は、冷凍サイクルの冷却能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、
車両用熱マネジメントシステムは、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）とを備え、
熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルと、アゾール誘導体とを含み、電気絶縁性を有する。
また、請求項３に記載の発明によれば、
車両用熱マネジメントシステムは、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）とを備え、
熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まず、
オルト珪酸エステルは、熱輸送媒体の全体に対するケイ素の濃度が、１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下、または２０００質量ｐｐｍより高く１００００ｐｐｍ以下である。

請求項３に記載の発明によれば、熱輸送媒体は、オルト珪酸エステルを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない。熱輸送媒体に、オルト珪酸エステルが含まれることで、熱輸送媒体は防錆の機能を有する。このため、熱輸送媒体に、イオン性防錆剤が含まれなくてもよい。この熱輸送媒体は、イオン性防錆剤を含まないので、イオン性防錆剤を含む場合と比較して、導電率が低く、高い電気絶縁性を有する。

請求項１、３に記載の発明によれば、電気絶縁性が高い熱輸送媒体が用いられる。これにより、上記した液絡の対策が不要になる。このため、上記した液絡の対策を行うことによる、電池から熱輸送媒体への受熱量が抑えられることを回避できる。換言すると、請求項１、３に記載の発明によれば、液絡を気にせずに、電池から熱輸送媒体への受熱量が多くなるように、熱輸送媒体の流量を設定したり、受熱部を電池に対して設けたりすることができる。よって、冷凍サイクルの冷却能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。

請求項８に記載の発明の車両用熱マネジメントシステムで用いられる熱輸送媒体によれば、
車両用熱マネジメントシステムは、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）と、を備え、
熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルと、アゾール誘導体とを含み、電気絶縁性を有する。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、冷凍サイクルの冷却能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。
また、請求項１０に記載の発明の車両用熱マネジメントシステムで用いられる熱輸送媒体によれば、
車両用熱マネジメントシステムは、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）とを備え、
熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まず、
オルト珪酸エステルは、熱輸送媒体の全体に対するケイ素の濃度が、１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下、または２０００質量ｐｐｍより高く１００００ｐｐｍ以下である。
これによれば、請求項３に記載の発明と同様に、冷凍サイクルの冷却能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。
請求項１１に記載の発明の車両走行用の電池の冷却方法によれば、
水を含む液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルと、アゾール誘導体とを含み、電気絶縁性を有する熱輸送媒体を、熱輸送媒体回路（１２）に循環流通させ、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成された電池と熱輸送媒体とを、熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された受熱部（１６）で熱交換することで、該熱輸送媒体に受熱させ、
受熱した熱輸送媒体と冷凍サイクルの冷媒とを、熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された冷媒熱交換器（１８）で熱交換することで、該熱輸送媒体を放熱させる。
これによれば、請求項１に記載の発明と同様に、冷凍サイクルの冷却能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。
また、請求項１２に記載の発明の車両走行用の電池の冷却方法によれば、
水を含む液状の基材と、基材に相溶し、熱輸送媒体の全体に対するケイ素の濃度が１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下または２０００質量ｐｐｍより高く１００００質量ｐｐｍ以下に設定されたオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない熱輸送媒体を、熱輸送媒体回路（１２）に循環流通させ、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成された電池と熱輸送媒体とを、熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された受熱部（１６）で熱交換することで、該熱輸送媒体に受熱させ、
受熱した熱輸送媒体と冷凍サイクルの冷媒とを、熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された冷媒熱交換器（１８）で熱交換することで、該熱輸送媒体を放熱させる。
これによれば、請求項３に記載の発明と同様に、冷凍サイクルの冷却能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

Claims

車両に搭載される車両用熱マネジメントシステムであって、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
前記電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、前記電池との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）とを備え、
前記熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルと、アゾール誘導体とを含み、電気絶縁性を有する、車両用熱マネジメントシステム。
前記熱輸送媒体の導電率は、５０μＳ／ｃｍ以下である、請求項１に記載の車両用熱マネジメントシステム。
車両に搭載される車両用熱マネジメントシステムであって、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
前記電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、前記電池との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）とを備え、
前記熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まず、
前記オルト珪酸エステルは、前記熱輸送媒体の全体に対するケイ素の濃度が、１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下、または２０００質量ｐｐｍより高く１００００ｐｐｍ以下である、車両用熱マネジメントシステム。
前記車両の外部の空気（２１）との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる空気熱交換器（２０）をさらに備え、
前記空気熱交換器のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用熱マネジメントシステム。
モータジェネレータ（２）を冷却するオイル（３６）との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させるオイル熱交換器（２２）をさらに備え、
前記オイル熱交換器のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用熱マネジメントシステム。
インバータ（６）との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させるインバータ熱交換器（２４）をさらに備え、
前記インバータ熱交換器のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱マネジメントシステム。
前記熱輸送媒体に発生するイオンを捕捉するイオン交換器（２６）をさらに備える、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用熱マネジメントシステム。
車両用熱マネジメントシステムで用いられる熱輸送媒体であって、
前記車両用熱マネジメントシステムは、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、前記電池との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）と、を備え、
前記熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルと、アゾール誘導体とを含み、電気絶縁性を有する、熱輸送媒体。
前記熱輸送媒体の導電率は、５０μＳ／ｃｍ以下である、請求項８に記載の熱輸送媒体。
車両用熱マネジメントシステムで用いられる熱輸送媒体であって、
前記車両用熱マネジメントシステムは、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成され、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、前記電池との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、冷凍サイクルの冷媒との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる冷媒熱交換器（１８）とを備え、
前記熱輸送媒体は、水を含む液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まず、
前記オルト珪酸エステルは、前記熱輸送媒体の全体に対するケイ素の濃度が、１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下、または２０００質量ｐｐｍより高く１００００ｐｐｍ以下である、熱輸送媒体。
充放電に伴い発熱する車両走行用の電池の冷却方法であって、
水を含む液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルと、アゾール誘導体とを含み、電気絶縁性を有する熱輸送媒体を、熱輸送媒体回路（１２）に循環流通させ、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成された前記電池と前記熱輸送媒体とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された受熱部（１６）で熱交換することで、該熱輸送媒体に受熱させ、
受熱した前記熱輸送媒体と冷凍サイクルの冷媒とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された冷媒熱交換器（１８）で熱交換することで、該熱輸送媒体を放熱させる、車両走行用の電池の冷却方法。
充放電に伴い発熱する車両走行用の電池の冷却方法であって、
水を含む液状の基材と、前記基材に相溶し、前記熱輸送媒体の全体に対するケイ素の濃度が１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下または２０００質量ｐｐｍより高く１００００質量ｐｐｍ以下に設定されたオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない熱輸送媒体を、熱輸送媒体回路（１２）に循環流通させ、
外部電源から供給される電力の充電が可能に構成された前記電池と前記熱輸送媒体とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された受熱部（１６）で熱交換することで、該熱輸送媒体に受熱させ、
受熱した前記熱輸送媒体と冷凍サイクルの冷媒とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された冷媒熱交換器（１８）で熱交換することで、該熱輸送媒体を放熱させる、車両走行用の電池の冷却方法。
前記車両の外部の空気（２１）と前記熱輸送媒体とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成された空気熱交換器（２０）で熱交換することで、該熱輸送媒体をさらに放熱させる、請求項１１または１２に記載の車両走行用の電池の冷却方法。
モータジェネレータ（２）を冷却するオイル（３６）と前記熱輸送媒体とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成されたオイル熱交換器（２２）で熱交換することで、該熱輸送媒体にさらに受熱させる請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の車両走行用の電池の冷却方法。
インバータ（６）と前記熱輸送媒体とを、前記熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成されたインバータ熱交換器（２４）で熱交換することで、該熱輸送媒体にさらに受熱させる請求項１１ないし１４のいずれか１つに記載の車両走行用の電池の冷却方法。