JP2020107444A - Battery cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池冷却システムに関するものである。 The present invention relates to a battery cooling system.
特許文献1に、車両走行用の電池を冷却液で冷却するシステムが開示されている。このシステムは、電池冷却器と放熱器との間を冷却液が流れる回路を有する。電池冷却器は、電池と冷却液との熱交換によって電池を冷却する。放熱器は、冷却液の熱を放出する。
上記のように電池を冷却液で冷却する電池冷却システムでは、冷却液の漏洩時に冷却液が電池に触れて液絡が生じることを回避するために、冷却液の導電率が低いことが好ましい。しかしながら、冷却液が放熱器を流れる際に、放熱器から冷却液へイオンが混入する場合がある。これによって冷却液の導電率が上昇することが、本発明者によって見出された。このイオンとしては、例えば、放熱器に残存する、放熱器のろう付け時に用いられたフラックスに起因するイオンが挙げられる。 In the battery cooling system that cools the battery with the cooling liquid as described above, it is preferable that the conductivity of the cooling liquid is low in order to prevent the cooling liquid from contacting the battery and causing a liquid junction when the cooling liquid leaks. However, when the cooling liquid flows through the radiator, ions may be mixed into the cooling liquid from the radiator. The inventors have found that this increases the conductivity of the cooling liquid. Examples of the ions include ions that remain in the radiator and originate from the flux used when brazing the radiator.
本発明は上記点に鑑みて、冷却液の導電率の上昇を抑制することができる電池冷却システムを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention has an object to provide a battery cooling system capable of suppressing an increase in the conductivity of a cooling liquid.
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、
車両走行用の電池(2)を冷却する電池冷却システムは、
電池を冷却する冷却液(12)と、
冷却液が流れる回路(14)と、
制御部(60)とを備え、
回路は、
電池と冷却液との熱交換によって電池を冷却する冷却器(20)と、
冷却液の熱を回路の外部へ放出する放熱器(22a)と、
放熱器を流れる冷却液の流量を調整する流量調整部(34、36、70、24、48、50)とを有し、
制御部は、冷却液の導電率が上昇した場合に、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させるように、流量調整部を制御する。
In order to achieve the above object, according to the invention of
The battery cooling system that cools the battery (2) for vehicle running is
A cooling liquid (12) for cooling the battery,
A circuit (14) through which the cooling liquid flows,
And a control unit (60),
The circuit is
A cooler (20) for cooling the battery by heat exchange between the battery and a cooling liquid;
A radiator (22a) that radiates the heat of the cooling liquid to the outside of the circuit;
A flow rate adjusting unit (34, 36, 70, 24, 48, 50) for adjusting the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator,
The control unit controls the flow rate adjusting unit so as to reduce the flow rate of the coolant flowing through the radiator when the conductivity of the coolant increases.
これによれば、冷却液の導電率が上昇した場合に、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させることができる。このため、冷却液の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。 According to this, when the conductivity of the coolant increases, the flow rate of the coolant flowing through the radiator can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a further increase in the conductivity of the cooling liquid.
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。 The reference numerals in parentheses attached to the respective components and the like indicate an example of a correspondence relationship between the components and the like and specific components and the like described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same or equivalent portions will be denoted by the same reference numerals for description.
(第1実施形態)
図1に示す電池冷却システム10は、電動車両に搭載される。以下では、電池冷却システム10は、単に、システム10と呼ばれる。電動車両は、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る。電動車両としては、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、電動2輪等が挙げられる。電動車両の車輪数や車両用途は限定されない。電動車両には、走行用電動モータ、電池2等が搭載されている。
(First embodiment)
The
走行用電動モータは、電池2から供給された電力を車両走行用の動力に変換するとともに、減速時に車両の動力を電力に変換するモータジェネレータである。電池2は、走行用電動モータに電力を供給する車両走行用の電池である。電池2は、車両減速時に走行用電動モータから供給される電力を充電する。電池2は、車両停車時に外部電源(すなわち、商用電源)から供給される電力の充電が可能である。電池2は、充放電に伴い発熱する。システム10は、電池2を冷却する。
The electric motor for traveling is a motor generator that converts the electric power supplied from the
システム10は、電池を冷却する冷却液12と、冷却液12が流れる回路である電池冷却回路14と、熱輸送液16と、熱輸送液16が流れる熱輸送液回路18とを備える。
The
冷却液12は、電池2から受けた熱を輸送する液体である。冷却液12は、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、イオン性防錆剤を含まない。基材は、冷却液12のベースとなる材料である。液状の基材とは、使用状態で液体の状態であることを意味する。
The
基材としては、凝固点降下剤が添加された水が用いられる。水が用いられるのは、水は熱容量が大きく、安価であり、粘性が低いからである。凝固点降下剤が水に添加されるのは、環境温度が氷点下であっても液体の状態を確保するためである。凝固点降下剤は、水に溶解し、水の凝固点を降下させる。凝固点降下剤としては、有機アルコール、例えば、アルキレングリコールまたはその誘導体が用いられる。アルキレングリコールとしては、例えば、モノエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、グリセリンが単独または混合物として用いられる。凝固点降下剤としては、有機アルコールに限らず、無機塩等が用いられてもよい。 Water to which a freezing point depressant is added is used as the base material. Water is used because it has a large heat capacity, is inexpensive, and has low viscosity. The freezing point depressant is added to water in order to ensure the liquid state even when the environmental temperature is below freezing. The freezing point depressant dissolves in water and lowers the freezing point of water. As the freezing point depressant, an organic alcohol such as alkylene glycol or its derivative is used. As the alkylene glycol, for example, monoethylene glycol, monopropylene glycol, polyglycol, glycol ether, and glycerin are used alone or as a mixture. The freezing point depressant is not limited to organic alcohols, and inorganic salts and the like may be used.
また、基材としては、凝固点降下剤が添加された水に替えて、有機溶剤が用いられてもよい。 Further, as the base material, an organic solvent may be used instead of the water to which the freezing point depressant is added.
オルト珪酸エステルは、基材に相溶する。オルト珪酸エステルは、冷却液12に防錆の機能を持たせるための化合物である。オルト珪酸エステルが冷却液12に含まれることで、冷却液12は防錆の機能を有する。このため、冷却液12にイオン性防錆剤が含まれなくてもよい。
The orthosilicate ester is compatible with the base material. The orthosilicate ester is a compound for giving the cooling liquid 12 a function of rust prevention. By containing the orthosilicate ester in the
オルト珪酸エステルとしては、一般式(I)で示される化合物が用いられる。 As the orthosilicate ester, a compound represented by the general formula (I) is used.
一般式(I)において、置換基R1〜R4は、同じ又は異なり、かつ、炭素数1〜20のアルキル置換基、炭素数2〜20のアルケニル置換基、炭素数1〜20のヒドロキシアルキル置換基、置換又は非置換の炭素数6〜12のアリール置換基及び/又は式−(CH2−CH2−O)n−R5のグリコールエーテル−置換基を表す。R5は、水素又は炭素数1〜5のアルキルを表す。nは、1〜5の数を表す。
In the general formula (I), the substituents R 1 to R 4 are the same or different and are an alkyl substituent having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl substituent having 2 to 20 carbon atoms, and a hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms. substituents, a substituted or unsubstituted aryl substituent having 6 to 12 carbon atoms and / or formula - (CH 2 -CH 2 -O) glycol ethers of n-R 5 - represents a substituent. R 5 represents hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbons. n represents the number of 1-5.
オルト珪酸エステルの典型的な例は、純粋なテトラアルコキシシラン、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n−プロポキシ)シラン、テトラ(イソプロポキシ)シラン、テトラ(n−ブトキシ)シラン、テトラ(t−ブトキシ)シラン、テトラ(2−エチルブトキシ)シラン、又はテトラ(2−エチルヘキソキシ)シラン、並びにさらにテトラフェノキシシラン、テトラ(2−メチルフェノキシ)シラン、テトラビニルオキシシラン、テトラアリルオキシシラン、テトラ(2−ヒドロキシエトキシ)シラン、テトラ(2−エトキシエトキシ)シラン、テトラ(2−ブトキシエトキシ)シラン、テトラ(1−メトキシ−2−プロポキシ)シラン、テトラ(2−メトキシエトキシ)シラン又はテトラ[2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]エトキシ]シランである。 Typical examples of orthosilicates are pure tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra(n-propoxy)silane, tetra(isopropoxy)silane, tetra(n-butoxy)silane, tetra. (T-butoxy)silane, tetra(2-ethylbutoxy)silane, or tetra(2-ethylhexoxy)silane, and further tetraphenoxysilane, tetra(2-methylphenoxy)silane, tetravinyloxysilane, tetraallyloxysilane, Tetra(2-hydroxyethoxy)silane, tetra(2-ethoxyethoxy)silane, tetra(2-butoxyethoxy)silane, tetra(1-methoxy-2-propoxy)silane, tetra(2-methoxyethoxy)silane or tetra[ 2-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]ethoxy]silane.
オルト珪酸エステルとしては、一般式(I)において、置換基R1〜R4は、同じであり、かつ、炭素数1〜4のアルキル置換基又は式−(CH2−CH2−O)n−R5のグリコールエーテル置換基を表し、R5は水素、メチル又はエチルを表し、nは1、2又は3の数を表す化合物が用いられることが好ましい。 As the orthosilicate ester, in the general formula (I), the substituents R 1 to R 4 are the same, and an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms or a formula —(CH 2 —CH 2 —O)n. It is preferable to use a compound which represents a glycol ether substituent of -R 5 , R 5 represents hydrogen, methyl or ethyl, and n represents a number of 1, 2 or 3.
オルト珪酸エステルは、冷却液12の全体に対するケイ素の濃度が1〜10000質量ppmとなるように、冷却液12に含まれる。このケイ素の濃度は、1質量ppm以上2000質量ppm以下であることが好ましい。また、このケイ素の濃度は、2000質量ppmより高く10000質量ppm以下であることが好ましい。上記のオルトケイ酸エステルは、市販されているか又は1当量のテトラメトキシシランを、4当量の相応する長鎖アルコール又はフェノールで簡単にエステル交換し、メタノールを留去することにより製造可能である。
The orthosilicate ester is contained in the cooling
冷却液12にイオン性防錆剤が含まれないため、冷却液12の導電率は、冷却液12にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して低い。冷却液12の導電率は、50μS/cm以下であり、好ましくは、1μS/cm以上5μS/cm以下である。
Since the cooling
なお、冷却液12には、オルト珪酸エステルに加えて、防錆剤としてのアゾール誘導体が含まれていてもよい。
The cooling
電池冷却回路14は、冷却器20と、第1放熱器22の一部と、第1ポンプ24とを有する。
The
冷却器20は、電池2と冷却液12との熱交換によって冷却液12に受熱させるとともに電池2を冷却する熱交換器である。冷却器20を構成する部材を介して、電池2と冷却液12とが熱交換するように、冷却器20が構成されている。なお、電池2が冷却液12に浸漬され、電池2と冷却液12とが直接熱交換するように、冷却器20が構成されていてもよい。
The cooler 20 is a heat exchanger that cools the
第1放熱器22は、冷却液12の熱を電池冷却回路14の外部へ放出する熱交換器である。第1放熱器22は、冷却液12が流れる冷却液流路22aと、熱輸送液16が流れる熱輸送液流路22bとを有する。冷却液流路22aは、上記の第1放熱器22の一部である。第1放熱器22は、冷却液12と熱輸送液16との熱交換によって、冷却液12から熱輸送液16へ熱を放出させる。本実施形態では、第1放熱器22の冷却液流路22aが、冷却液の熱を回路の外部へ放出する放熱器に相当する。第1ポンプ24は、冷却液12を送る流体機械である。
The
第1放熱器22を構成する構成部品は金属製(例えば、アルミニウム合金製)である。この構成部品は、フラックスを用いたろう付けによって接合されている。このため、第1放熱器22のうち冷却液12と接触する部分は、金属で構成されている。第1放熱器22のうち冷却液12と接触する部分には、ろう付け用のフラックスが残存している。
The components forming the
電池冷却回路14は、放熱器用流路26と、放熱器迂回流路28と、第1分岐部30と、第1合流部32と、第1調整弁34と、第2調整弁36とをさらに有する。
The
放熱器用流路26は、第1放熱器22の冷却液流路22aに冷却液12を流すための流路である。放熱器用流路26の途中に第1放熱器22が設けられている。放熱器用流路26の一端は、第1分岐部30に接続されている。放熱器用流路26の他端は、第1合流部32に接続されている。
The
放熱器迂回流路28は、第1放熱器22を迂回させて冷却液12を流す流路である。放熱器迂回流路28の一端は、第1分岐部30に接続されている。放熱器迂回流路28の他端は、第1合流部32に接続されている。
The radiator
第1調整弁34は、放熱器用流路26に設けられている。第1調整弁34は、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を調整する弁である。第2調整弁36は、放熱器迂回流路28に設けられている。第2調整弁36は、放熱器迂回流路28を流れる冷却液12の流量を調整する弁である。
The
第1調整弁34および第2調整弁36は、放熱器迂回流路28を流れる冷却液12の流量および第1放熱器22の冷却液流路22aを流れる冷却液の流量を調整する放熱器迂回流路用の流量調整部である。本実施形態では、第1調整弁34および第2調整弁36が、放熱器を流れる冷却液の流量を調整する流量調整部に相当する。
The
電池冷却回路14は、イオン交換器38と、イオン交換器用流路40と、イオン交換器迂回流路42と、第2分岐部44と、第2合流部46と、第3調整弁48と、第4調整弁50とをさらに有する。
The
イオン交換器38は、冷却液12中のイオンを捕捉するイオン交換体を含むとともに、冷却液12を濾過するろ過部材を含む。イオン交換体としては、アニオン性樹脂、カチオン性樹脂が挙げられる。ろ過部材としては、活性炭フィルターが挙げられる。
The
イオン交換器用流路40は、イオン交換器38に冷却液12を流すための流路である。イオン交換器用流路40の途中にイオン交換器38が設けられている。イオン交換器用流路40の一端は、第2分岐部44に接続されている。イオン交換器用流路40の他端は、第2合流部46に接続されている。
The ion-
イオン交換器迂回流路42は、イオン交換器38を迂回させて冷却液12を流す流路である。イオン交換器迂回流路42の一端は、第2分岐部44に接続されている。イオン交換器迂回流路42の他端は、第2合流部46に接続されている。
The ion exchanger
第3調整弁48は、イオン交換器用流路40に設けられている。第3調整弁48は、イオン交換器38を流れる冷却液12の流量を調整する弁である。第4調整弁50は、イオン交換器迂回流路42に設けられている。第4調整弁50は、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量を調整する弁である。
The
第3調整弁48および第4調整弁50は、イオン交換器38を流れる冷却液12の流量およびイオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量を調整するイオン交換器用の流量調整部である。
The
熱輸送液16は、冷却液12から受けた熱を輸送する液体である。熱輸送液16は、冷却液12と同様に、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、イオン性防錆剤を含まない。なお、熱輸送液16は、冷却液12とは異なる液体であってもよい。熱輸送液16は、一般的な冷却液であってもよい。
The
熱輸送液回路18は、第1放熱器22の他の一部と、第2放熱器52と、第2ポンプ54とを有する。第1放熱器22の他の一部は、第1放熱器22の熱輸送液流路22bである。第2放熱器52は、熱輸送液16と車両の外部の空気との熱交換によって熱輸送液16を放熱させる熱交換器である。第2ポンプ54は、熱輸送液16を送る流体機械である。
The heat
システム10は、制御部60を備える。制御部60は、第1ポンプ24、第1調整弁34、第2調整弁36、第3調整弁48、第4調整弁50、第2ポンプ54のそれぞれの作動を制御する。
The
電池4の通常の冷却時では、制御部60は、第1調整弁34を開いた状態とし、第2調整弁36を閉じた状態として、第1ポンプ24を作動させる。これにより、図1に示すように、冷却液12は、冷却器20と第1放熱器22との間を循環する。放熱器迂回流路28には冷却液12は流れない。なお、通常の冷却時とは、後述する冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも低いときの電池2の冷却時である。また、制御部60は、第2ポンプ54を作動させる。これにより、熱輸送液16は、第1放熱器22と第2放熱器52との間を循環する。
During normal cooling of the
このとき、冷却器20で、冷却液12は電池2から熱を受ける。第1放熱器22で、冷却液12は熱輸送液16へ熱を放出する。第2放熱器52で、熱輸送液16は車両の外部の空気へ熱を放出する。これにより、電池2が冷却される。
At this time, the cooling
また、電池4の通常の冷却時では、制御部60は、イオン交換器用流路40を流れる冷却液12の流量が、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量よりも少なくなるように、第3調整弁48および第4調整弁50を制御する。このように、制御部60は、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量に対するイオン交換器38を流れる冷却液12の流量の比が所定値となるように、第3調整弁48および第4調整弁50を制御する。
Further, during normal cooling of the
これにより、冷却液12が第2分岐部44で分岐し、イオン交換器38とイオン交換器迂回流路42との両方を流れる。このとき、イオン交換器用流路40を流れる冷却液12の流量は、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量よりも少ない。冷却液12の一部がイオン交換器38を流れることで、冷却液12中のイオンが捕捉される。
As a result, the cooling liquid 12 branches at the second branch portion 44 and flows through both the
また、電池冷却回路14は、冷却液12の導電率を検出する導電率センサ62を有する。導電率センサ62は、制御部60に向けて検出信号を出力する。
The
制御部60は、導電率センサ62の検出信号に基づいて、冷却液12の導電率の上昇を抑制する制御処理を行う。この制御処理について、図2を用いて説明する。図2は、制御部60が実行する制御処理のフローチャートである。図2に示す制御処理は、電池2の冷却を行う場合に繰り返し実施される。図2中に示される各ステップは、各種機能を実現する機能部に対応するものである。
The
図2示すように、ステップS1で、制御部60は、導電率センサ62の出力値から冷却液12の導電率σを取得する。
As shown in FIG. 2, in step S1, the
続いて、ステップS2で、制御部60は、ステップS1で取得した導電率σと閾値σ1とを比較し、導電率σが閾値σ1よりも大きいか否かを判定する。導電率σが閾値σ1よりも小さい場合、制御部60は、NO判定して、図2の制御処理を終了する。第1放熱器22の冷却液流路22aを冷却液12が流れるときに、放熱器から冷却液へイオンが混入する。このイオンは、第1放熱器22に残存する、第1放熱器22のろう付け時に用いられたフラックスに起因する。これによって、冷却液12の導電率が上昇し、導電率σが閾値σ1よりも大きくなる。導電率σが閾値σ1よりも大きい場合、制御部60は、YES判定して、ステップS3に進む。
Subsequently, in step S2, the
ステップS3で、制御部60は、第1調整弁34が開き、第2調整弁36が閉じた状態から、第1調整弁34が閉じ、第2調整弁36が開いた状態に切り替える。これにより、図3に示すように、放熱器迂回流路28に冷却液12が流れる。第1放熱器22に冷却液12が流れない。すなわち、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、放熱器迂回流路28を流れる冷却液12の流量が増大する。第1放熱器22を流れる冷却液12の流量が減少する。なお、図3では、熱輸送液回路18および制御部60の図示が省略されている。
In step S3, the
このように、制御部60は、冷却液12の導電率σが上昇した場合に、冷却液12の導電率σが上昇する前と比較して、放熱器迂回流路28を流れる冷却液12の流量を増大させ、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させるように、第1調整弁34と第2調整弁36とを制御する。これによれば、冷却液12の導電率が上昇した場合に、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させることができる。本実施形態では、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量は0である。このため、冷却液12の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。
As described above, when the conductivity σ of the cooling
続いて、ステップS4で、制御部60は、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも低いときと比較して、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量に対するイオン交換器38を流れる冷却液12の流量の比を増大させるように、第3調整弁48および第4調整弁50を制御する。これにより、図3に示すように、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも低いときと比較して、イオン交換器38に流入する冷却液12の流量が増大する。イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量が減少する。
Subsequently, in step S4, the
これによれば、冷却液12の導電率が上昇した場合に、冷却液12中のイオンの補足量を増大させることができる。これにより、冷却液12の導電率を低下させることができる。
According to this, when the conductivity of the cooling
本実施形態では、冷却液12が第1放熱器22を流れない場合であっても、冷却液12が放熱器迂回流路28を流れることで、冷却液12が電池冷却回路14を循環する。このため、冷却液12の温度が電池2よりも低い間、電池2の冷却が維持される。
In the present embodiment, even when the cooling
さらに、本実施形態では、イオン交換器38のイオン交換体が冷却液12の熱を受け取ることで、電池冷却回路14を流れる冷却液12の温度を低く抑えることができる。これによっても、電池2の冷却を維持することができる。
Further, in the present embodiment, the ion exchanger of the
続いて、ステップS5で、制御部60は、冷却液12の導電率σが上昇したことを報知する。例えば、制御部60は、インストルメントパネルの警告灯を点灯させる。これにより、乗員へ冷却液12の交換を促すことができる。また、他の例として、制御部60は、無線通信により、自動車ディーラーへ報知する。これにより、自動車ディーラーの作業員へ冷却液の交換が必要なことを知らせることができる。
Subsequently, in step S5, the
続いて、ステップS6で、制御部60は、車両に搭載される他の制御部に制限を指示する指示信号を出力する。例えば、制御部60は、電池2の充放電を制御する電池制御部に対して充電を制限する指示信号を出力する。これにより、電池2の発熱を抑制することができる。また、他の例として、制御部60は、走行用電動モータを制御する走行制御部に対して車速を制限する指示信号を出力する。これにより、電池2の発熱を抑制することができる。これにより、図2に示す制御処理が終了する。
Subsequently, in step S6, the
本実施形態によれば、冷却液12は、オルト珪酸エステルを含む。このため、冷却液12に防錆機能を持たせることができる。さらに、冷却液12には、イオン系防錆剤が含まない。このため、冷却液12にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して、冷却液12の導電率を低くすることができる。よって、このシステム10によれば、導電率が低い冷却液12が用いられ、かつ、冷却液12の導電率の上昇が抑制される。これにより、冷却液12の漏洩時に液絡が生じることを回避することができる。
According to the present embodiment, the cooling
なお、本実施形態では、ステップS3で、制御部60は、放熱器迂回流路28に冷却液12が流れ、第1放熱器22に冷却液12が流れないように、第1調整弁34および第2調整弁36を制御する。しかしながら、放熱器迂回流路28と第1放熱器22との両方に冷却液12が流れるように、第1調整弁34および第2調整弁36を制御してもよい。
In the present embodiment, in step S3, the
この場合も、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、放熱器迂回流路28を流れる冷却液12の流量が増大する。第1放熱器22を流れる冷却液12の流量が減少する。したがって、この場合も、制御部60は、冷却液12の導電率σが上昇した場合に、冷却液12の導電率σが上昇する前と比較して、放熱器迂回流路28を流れる冷却液12の流量を増大させ、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させるように、第1調整弁34と第2調整弁36とを制御する。
In this case as well, the flow rate of the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なり、電池冷却回路14は、放熱器迂回流路28と、第1分岐部30と、第1合流部32と、第1調整弁34と、第2調整弁36とを有していない。また、電池冷却回路14は、イオン交換器38と、イオン交換器用流路40と、イオン交換器迂回流路42と、第2分岐部44と、第2合流部46と、第3調整弁48と、第4調整弁50とを有していない。
(Second embodiment)
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the
図4に示すように、本実施形態では、第1実施形態と異なり、電池冷却回路14は、流量調整弁70を有する。流量調整弁70は、電池冷却回路14の全体の冷却液12の流量を調整する。流量調整弁70は、制御部60によって制御される。本実施形態では、流量調整弁70が、放熱器を流れる冷却液の流量を調整する流量調整部に相当する。システム10の他の構成は、第1実施形態と同じである。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the
制御部60は、図5に示すように、導電率センサ62の検出信号に基づいて、冷却液12の導電率の上昇を抑制する制御処理を行う。図5に示す制御処理では、図2のステップS3がステップS3−1に変更されている。図5に示す制御処理では、図2のステップS4が省かれている。図5に示す他のステップは、図2と同じである。
As shown in FIG. 5, the
ステップS3−1で、制御部60は、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、流量調整弁70の弁開度を小さくする。すなわち、制御部60は、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、電池冷却回路14の全体の冷却液12の流量を減少させるように、流量調整弁70を制御する。これにより、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量が減少する。
In step S3-1, the
このように、制御部60は、冷却液12の導電率σが上昇した場合に、冷却液12の導電率σが上昇する前と比較して、電池冷却回路14の全体の冷却液12の流量を減少させ、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させるように、流量調整弁70を制御する。これによれば、第1実施形態と同様に、冷却液12の導電率が上昇した場合に、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させることができる。このため、冷却液12の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。
As described above, when the conductivity σ of the cooling
(第3実施形態)
図6に示すように、本実施形態では、第1実施形態と異なり、電池冷却回路14は、放熱器迂回流路28と、第1分岐部30と、第1合流部32と、第1調整弁34と、第2調整弁36とを有していない。また、電池冷却回路14は、イオン交換器38と、イオン交換器用流路40と、イオン交換器迂回流路42と、第2分岐部44と、第2合流部46と、第3調整弁48と、第4調整弁50とを有していない。システム10の他の構成は、第1実施形態と同じである。本実施形態では、第1ポンプ24が、放熱器を流れる冷却液の流量を調整する流量調整部に相当する。
(Third Embodiment)
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the
制御部60は、図7に示すように、導電率センサ62の検出信号に基づいて、冷却液12の導電率の上昇を抑制する制御処理を行う。図7に示す制御処理では、図2のステップS3がステップS3−2に変更されている。図7に示す制御処理では、図2のステップS4が省かれている。図7に示す他のステップは、図2と同じである。
As shown in FIG. 7, the
ステップS3−2で、制御部60は、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、第1ポンプ24の回転数を減少させる。すなわち、制御部60は、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、電池冷却回路14の全体の冷却液12の流量を減少させるように、第1ポンプ24を制御する。これにより、冷却液12の導電率σが閾値σ1よりも小さいときと比較して、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量が減少する。
In step S3-2, the
このように、制御部60は、冷却液12の導電率σが上昇した場合に、冷却液12の導電率σが上昇する前と比較して、電池冷却回路14の全体の冷却液12の流量を減少させ、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させるように、第1ポンプ24を制御する。これによれば、第1実施形態と同様に、冷却液12の導電率が上昇した場合に、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させることができる。このため、冷却液12の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。
As described above, when the conductivity σ of the cooling
(他の実施形態)
(1)第1実施形態では、図2に示す制御処理において、ステップS3とステップS4との両方が実行される。しかしながら、ステップS3とステップS4との一方のみが実行されてもよい。ステップS4のみが実行される場合、ステップS4で、制御部60は、冷却液12の導電率σが上昇した場合に、冷却液12の導電率σが上昇する前と比較して、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量に対するイオン交換器38を流れる冷却液12の流量の比を増大させ、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量を減少させるように、第3調整弁48および第4調整弁50を制御する。
(Other embodiments)
(1) In the first embodiment, in the control process shown in FIG. 2, both step S3 and step S4 are executed. However, only one of step S3 and step S4 may be executed. When only step S4 is executed, in step S4, the
冷却液12がイオン交換器38のろ過材を流れるとき、冷却液12の圧力損失が大きい。このため、イオン交換器38に流入する冷却液12の流量が増大し、イオン交換器迂回流路42を流れる冷却液12の流量が減少することで、電池冷却回路14の全体の冷却液12の流量が減り、第1放熱器22を流れる冷却液12の流量が減少する。これにより、冷却液12の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。このため、冷却液12の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。ステップS4のみが実行される場合では、第3調整弁48および第4調整弁50が、第3調整弁48および第4調整弁50が、放熱器を流れる冷却液の流量を調整する流量調整部に相当する。
When the cooling
(2)第1実施形態では、第1放熱器22で冷却液12と熱交換する熱交換媒体は、熱輸送液16である。しかしながら、この熱交換媒体は、空気、オイル、冷凍サイクルの冷媒等であってもよい。
(2) In the first embodiment, the heat exchange medium that exchanges heat with the cooling
(3)第1実施形態では、冷却液12の導電率の上昇を抑制する制御処理において、制御部60は、ステップS1で、導電率センサ62の出力値から冷却液12の導電率を取得する。しかしながら、制御部60は、他の方法によって冷却液12の導電率を取得してもよい。例えば、冷却液12の温度変化と冷却液12の導電率との間には相関関係がある。そこで、温度センサが検出した冷却液12の温度の変化と、相関関係とに基づいて、導電率を推定する。例えば、冷却液12の温度が所定温度を超えたときの積算時間と、その積算時間と導電率との関係とに基づいて、導電率を推定することができる。このようにして、制御部60は、導電率を取得することもできる。
(3) In the first embodiment, in the control process for suppressing the increase in the conductivity of the cooling
(4)本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 (4) The present invention is not limited to the above-described embodiments, can be appropriately modified within the scope of the claims, and includes various modifications and modifications within the equivalent range. Further, the above embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless a combination is obviously impossible. In addition, in each of the above-described embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential unless explicitly stated as being essential and in principle considered to be essential. Yes. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when numerical values such as the number of components of the embodiment, numerical values, amounts, ranges, etc. are mentioned, it is clearly limited to a particular number when explicitly stated as being essential. The number is not limited to the specific number, except in the case of being. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless specifically stated or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. However, the material, shape, positional relationship, etc. are not limited.
(5)本開示に記載の制御部60及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部60及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部60及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
(5) The
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、車両走行用の電池を冷却する電池冷却システムは、電池を冷却する冷却液と、冷却液が流れる回路と、制御部とを備える。回路は、電池と冷却液との熱交換によって電池を冷却する冷却器と、冷却液の熱を回路の外部へ放出する放熱器と、放熱器を流れる冷却液の流量を調整する流量調整部とを有する。制御部は、冷却液の導電率が上昇した場合に、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させるように、流量調整部を制御する。
(Summary)
According to the first aspect shown in part or all of each of the above embodiments, a battery cooling system for cooling a battery for vehicle running includes a cooling liquid for cooling the battery, a circuit through which the cooling liquid flows, and a control. And a section. The circuit includes a cooler that cools the battery by heat exchange between the battery and the coolant, a radiator that radiates the heat of the coolant to the outside of the circuit, and a flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the coolant flowing through the radiator. Have. The control unit controls the flow rate adjusting unit so as to reduce the flow rate of the coolant flowing through the radiator when the conductivity of the coolant increases.
また、第2の観点によれば、回路は、放熱器を迂回させて冷却液を流す放熱器迂回流路を有する。流量調整部は、放熱器迂回流路を流れる冷却液の流量および放熱器を流れる冷却液の流量を調整する放熱器迂回流路用の流量調整部である。制御部は、冷却液の導電率が上昇した場合に、冷却液の導電率が上昇する前と比較して、放熱器迂回流路を流れる冷却液の流量を増大させ、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させるように、放熱器迂回流路用の流量調整部を制御する。第1の観点の具体的な構成として、第2の観点の構成を採用することができる。 Further, according to the second aspect, the circuit has a radiator bypass flow passage that bypasses the radiator and flows the cooling liquid. The flow rate adjusting unit is a flow rate adjusting unit for the radiator bypass passage that adjusts the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator bypass passage and the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator. When the conductivity of the cooling liquid rises, the control unit increases the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator bypass passage as compared with the case before the conductivity of the cooling liquid rises, and the cooling liquid flowing through the radiator is increased. The flow rate adjusting unit for the radiator bypass flow path is controlled so as to reduce the flow rate of. The configuration of the second aspect can be adopted as the specific configuration of the first aspect.
また、第3の観点によれば、流量調整部は、回路の全体の冷却液の流量を調整する流量調整弁である。制御部は、冷却液の導電率が上昇した場合に、回路の全体の冷却液の流量を減少させ、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させるように、流量調整弁を制御する。第1の観点の具体的な構成として、第3の観点の構成を採用することができる。 Further, according to the third aspect, the flow rate adjusting unit is a flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the cooling liquid in the entire circuit. The control unit controls the flow rate adjusting valve so that when the conductivity of the coolant increases, the flow rate of the coolant in the entire circuit is reduced and the flow rate of the coolant flowing through the radiator is reduced. The configuration of the third aspect can be adopted as the specific configuration of the first aspect.
また、第4の観点によれば、流量調整部は、冷却液を送るポンプである。制御部は、冷却液の導電率が上昇した場合に、回路の全体の冷却液の流量を減少させ、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させるように、ポンプを制御する。第1の観点の具体的な構成として、第4の観点の構成を採用することができる。 Further, according to the fourth aspect, the flow rate adjusting unit is a pump that sends the cooling liquid. The control unit controls the pump to reduce the flow rate of the coolant in the entire circuit and reduce the flow rate of the coolant flowing through the radiator when the conductivity of the coolant increases. The configuration of the fourth aspect can be adopted as the specific configuration of the first aspect.
また、第5の観点によれば、回路は、冷却液中のイオンを捕捉するイオン交換体を含むとともに、冷却液を濾過するろ過材を含むイオン交換器と、イオン交換器を迂回させて冷却液を流すイオン交換器迂回流路とを有する。流量調整部は、イオン交換器を流れる冷却液の流量およびイオン交換器迂回流路を流れる冷却液の流量を調整するイオン交換器用の流量調整部である。制御部は、冷却液の導電率が上昇した場合に、冷却液の導電率が上昇する前と比較して、イオン交換器迂回流路を流れる冷却液の流量に対するイオン交換器を流れる冷却液の流量の比を増大させ、放熱器を流れる冷却液の流量を減少させるように、イオン交換器用の流量調整部を制御する。 Further, according to a fifth aspect, the circuit includes an ion exchanger that captures ions in the cooling liquid, and an ion exchanger that includes a filtering material that filters the cooling liquid, and the ion exchanger is bypassed and cooled. And an ion-exchanger bypass flow path through which the liquid flows. The flow rate adjusting unit is a flow rate adjusting unit for the ion exchanger that adjusts the flow rate of the coolant flowing through the ion exchanger and the flow rate of the coolant flowing through the bypass passage of the ion exchanger. When the conductivity of the cooling liquid is increased, the control unit compares the amount of the cooling liquid flowing through the ion exchanger with the flow rate of the cooling liquid flowing through the bypass passage of the ion exchanger, compared to before the conductivity of the cooling liquid is increased. The flow rate adjusting unit for the ion exchanger is controlled so as to increase the flow rate ratio and reduce the flow rate of the coolant flowing through the radiator.
第1の観点の具体的な構成として、第5の観点の構成を採用することができる。これによれば、冷却液の導電率が上昇した場合に、イオン交換器を流れる冷却液の流量の比が増大する。このとき、ろ過材によって、イオン交換器を流れる冷却液の圧力損失が増大する。これにより、回路の全体の冷却液の流量が減り、放熱器を流れる冷却液の流量が減る。このため、冷却液の導電率のさらなる上昇を抑制することができる。さらに、これによれば、イオン交換体によって冷却液中のイオンを捕捉することで、冷却液の導電率を低下させることができる。 The configuration of the fifth aspect can be adopted as the specific configuration of the first aspect. According to this, when the conductivity of the coolant increases, the ratio of the flow rates of the coolant flowing through the ion exchanger increases. At this time, the filter material increases the pressure loss of the cooling liquid flowing through the ion exchanger. This reduces the flow of coolant throughout the circuit, which reduces the flow of coolant through the radiator. Therefore, it is possible to suppress a further increase in the conductivity of the cooling liquid. Further, according to this, the conductivity of the cooling liquid can be reduced by capturing the ions in the cooling liquid by the ion exchanger.
また、第6の観点によれば、冷却液は、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、イオン系防錆剤を含まない。 According to the sixth aspect, the cooling liquid contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not contain an ionic rust preventive agent.
これによれば、冷却液は、オルト珪酸エステルを含む。このため、冷却液に防錆機能を持たせることができる。さらに、冷却液には、イオン系防錆剤が含まない。このため、冷却液にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して、冷却液の導電率を低くすることができる。よって、この電池冷却システムによれば、導電率が低い冷却液を用い、かつ、冷却液の導電率の上昇が抑制される。これにより、冷却液の漏洩時に液絡が生じることを回避することができる。 According to this, the cooling liquid contains orthosilicate ester. Therefore, the cooling liquid can have a rust preventive function. Further, the cooling liquid does not contain an ionic rust preventive. Therefore, the conductivity of the cooling liquid can be reduced as compared with the case where the cooling liquid contains an ionic anticorrosive agent. Therefore, according to this battery cooling system, a coolant having a low conductivity is used, and an increase in the conductivity of the coolant is suppressed. Thereby, it is possible to avoid the occurrence of a liquid junction when the cooling liquid leaks.
4 電池
12 冷却液
14 電池冷却回路
20 冷却器
22a 第1放熱器の冷却液流路
34 第1調整弁
36 第2調整弁
60 制御部
4
Claims (6)
前記電池を冷却する冷却液(12)と、
前記冷却液が流れる回路(14)と、
制御部(60)とを備え、
前記回路は、
前記電池と前記冷却液との熱交換によって前記電池を冷却する冷却器(20)と、
前記冷却液の熱を前記回路の外部へ放出する放熱器(22a)と、
前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を調整する流量調整部(34、36、70、24、48、50)とを有し、
前記制御部は、前記冷却液の導電率が上昇した場合に、前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を減少させるように、前記流量調整部を制御する、電池冷却システム。 A battery cooling system for cooling a battery (2) for traveling a vehicle, comprising:
A cooling liquid (12) for cooling the battery;
A circuit (14) through which the cooling liquid flows,
And a control unit (60),
The circuit is
A cooler (20) for cooling the battery by heat exchange between the battery and the cooling liquid;
A radiator (22a) for radiating the heat of the cooling liquid to the outside of the circuit;
A flow rate adjusting section (34, 36, 70, 24, 48, 50) for adjusting the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator,
The battery cooling system, wherein the control unit controls the flow rate adjusting unit to reduce the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator when the conductivity of the cooling liquid increases.
前記流量調整部は、前記放熱器迂回流路を流れる前記冷却液の流量および前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を調整する放熱器迂回流路用の流量調整部(34、36)であり、
前記制御部は、前記冷却液の導電率が上昇した場合に、前記冷却液の導電率が上昇する前と比較して、前記放熱器迂回流路を流れる前記冷却液の流量を増大させ、前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を減少させるように、前記放熱器迂回流路用の流量調整部を制御する、請求項1に記載の電池冷却システム。 The circuit has a radiator bypass flow path (28) that bypasses the radiator and flows the cooling liquid,
The flow rate adjusting section is a flow rate adjusting section (34, 36) for a radiator bypass channel that adjusts the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator bypass channel and the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator. ,
The control unit, when the conductivity of the cooling liquid is increased, increases the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator bypass flow path, compared with before the conductivity of the cooling liquid is increased, The battery cooling system according to claim 1, wherein a flow rate adjusting unit for the radiator bypass flow path is controlled so as to reduce a flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator.
前記制御部は、前記冷却液の導電率が上昇した場合に、前記回路の全体の前記冷却液の流量を減少させ、前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を減少させるように、前記流量調整弁を制御する、請求項1に記載の電池冷却システム。 The flow rate adjusting unit is a flow rate adjusting valve (70) for adjusting the flow rate of the cooling liquid in the entire circuit,
The controller adjusts the flow rate so as to reduce the flow rate of the coolant throughout the circuit and reduce the flow rate of the coolant flowing through the radiator when the conductivity of the coolant increases. The battery cooling system according to claim 1, wherein the valve is controlled.
前記制御部は、前記冷却液の導電率が上昇した場合に、前記回路の全体の前記冷却液の流量を減少させ、前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を減少させるように、前記ポンプを制御する、請求項1に記載の電池冷却システム。 The flow rate adjusting unit is a pump (24) for sending the cooling liquid,
When the conductivity of the cooling liquid rises, the control unit reduces the flow amount of the cooling liquid in the entire circuit and reduces the flow amount of the cooling liquid flowing through the radiator. The battery cooling system according to claim 1, which is controlled.
前記冷却液中のイオンを捕捉するイオン交換体を含むとともに、前記冷却液を濾過するろ過材を含むイオン交換器(38)と、
前記イオン交換器を迂回させて前記冷却液を流すイオン交換器迂回流路(42)とを有し、
前記流量調整部は、前記イオン交換器を流れる前記冷却液の流量および前記イオン交換器迂回流路を流れる前記冷却液の流量を調整するイオン交換器用の流量調整部(48、50)であり、
前記制御部は、前記冷却液の導電率が上昇した場合に、前記冷却液の導電率が上昇する前と比較して、前記イオン交換器迂回流路を流れる前記冷却液の流量に対する前記イオン交換器を流れる前記冷却液の流量の比を増大させ、前記放熱器を流れる前記冷却液の流量を減少させるように、前記イオン交換器用の流量調整部を制御する、請求項1に記載の電池冷却システム。 The circuit is
An ion exchanger (38) including an ion exchanger that captures ions in the cooling liquid, and a filter material that filters the cooling liquid;
An ion exchanger bypass flow path (42) that bypasses the ion exchanger and flows the cooling liquid,
The flow rate adjusting unit is a flow rate adjusting unit (48, 50) for an ion exchanger that adjusts a flow rate of the cooling liquid flowing through the ion exchanger and a flow rate of the cooling liquid flowing through the ion exchanger bypass passage.
When the conductivity of the cooling liquid is increased, the control unit compares the ion exchange with the flow rate of the cooling liquid flowing through the bypass passage of the ion exchanger, compared to before the conductivity of the cooling liquid is increased. 2. The battery cooling according to claim 1, wherein the flow rate adjusting unit for the ion exchanger is controlled so as to increase the ratio of the flow rate of the cooling liquid flowing through the heat exchanger and decrease the flow rate of the cooling liquid flowing through the radiator. system.
The battery cooling system according to claim 1, wherein the cooling liquid includes a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not include an ionic rust preventive agent. ..
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