JP2021044135A - Battery temperature control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の温度を調整する電池温調装置に関するものである。 The present invention relates to a battery temperature control device that adjusts the temperature of a battery.
従来の電池温調装置として、特許文献１に、電池パックが有する複数の電池セルを熱交換用の液体によって冷却または加熱することで、複数の電池セルの温度を調整する電池温調装置が開示されている。
As a conventional battery temperature control device,
ところで、電池パック内における複数の電池セルのそれぞれの放熱性は、複数の電池セルのレイアウトによって異なる。このため、複数の電池セルは、一部の電池セルの温度は他の一部の電池セルの温度よりも高いという温度分布を有する。 By the way, the heat dissipation of each of the plurality of battery cells in the battery pack differs depending on the layout of the plurality of battery cells. Therefore, the plurality of battery cells have a temperature distribution in which the temperature of some battery cells is higher than the temperature of some other battery cells.
しかし、上記した従来の電池温調装置では、このレイアウトによって生じる温度分布が考慮されていない。すなわち、温度調整後の複数の電池セルの温度が同じ温度に近づくように、複数の電池セルのそれぞれと熱交換用の液体との間の伝熱量が調整されていない。このため、上記した従来の電池温調装置では、温度調整後の複数の電池セルの温度が異なる。なお、この課題は、熱媒体として液体が用いられる場合に限らず、熱媒体として冷凍サイクルの冷媒が用いられる場合においても生じる。 However, in the conventional battery temperature control device described above, the temperature distribution caused by this layout is not taken into consideration. That is, the amount of heat transfer between each of the plurality of battery cells and the liquid for heat exchange is not adjusted so that the temperatures of the plurality of battery cells after temperature adjustment approach the same temperature. Therefore, in the conventional battery temperature control device described above, the temperatures of the plurality of battery cells after temperature adjustment are different. This problem occurs not only when a liquid is used as a heat medium but also when a refrigerating cycle refrigerant is used as a heat medium.
本発明は上記点に鑑みて、温度調整後の複数の電池セルの温度を同じ温度に近づけることができる電池温調装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a battery temperature control device capable of bringing the temperatures of a plurality of battery cells after temperature adjustment close to the same temperature.
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、
電池の温度を調整する電池温調装置は、
電池を構成する第１電池セル（１２ａ、１２ｃ）、電池を構成するとともに第１電池セルと電気的に接続された第２電池セル（１２ｂ、１２ｄ）、第１電池セルと熱媒体とを熱交換させる第１熱交換部（１５ａ、５０ａ）、および、第２電池セルと熱媒体とを熱交換させる第２熱交換部（１５ｂ、５０ｂ）を有する、電池パック（１０）と、
温度調整された熱媒体を第１熱交換部および第２熱交換部に流す熱媒体回路（２０、８０）と、を備え、
熱媒体は、液体または冷凍サイクルの冷媒であり、
第１電池セルと第２電池セルとのそれぞれの温度が熱媒体によって調整されていない非温調状態では、第１電池セルおよび第２電池セルの所定の使用条件時に、第１電池セルおよび第２電池セルの充放電による発熱にともなって、第１電池セルと第２電池セルとに温度差が生じ、
電池パックまたは熱媒体回路は、所定の使用条件時に、非温調状態のときと比較して、熱媒体による温度調整後の第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１電池セルと熱媒体との間の第１伝熱量と、第２電池セルと熱媒体との間の第２伝熱量とを調整している伝熱量調整部（２２、８５、６２ａ、６２ｂ、１６１ａ、１６１ｂ、７２）を有する。
According to the invention according to
The battery temperature control device that adjusts the battery temperature is
The first battery cells (12a, 12c) constituting the battery, the second battery cells (12b, 12d) constituting the battery and electrically connected to the first battery cell, the first battery cell and the heat medium are heated. A battery pack (10) having a first heat exchange section (15a, 50a) to be replaced and a second heat exchange section (15b, 50b) for heat exchange between the second battery cell and the heat medium, and the like.
A heat medium circuit (20, 80) for flowing a temperature-controlled heat medium through the first heat exchange section and the second heat exchange section is provided.
The heat medium is a liquid or refrigeration cycle refrigerant,
In the non-temperature control state in which the temperatures of the first battery cell and the second battery cell are not adjusted by the heat medium, the first battery cell and the first battery cell and the first battery cell are under predetermined usage conditions of the first battery cell and the second battery cell. 2 Due to the heat generated by charging and discharging the battery cells, a temperature difference occurs between the first battery cell and the second battery cell.
In the battery pack or the heat medium circuit, the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell after temperature adjustment by the heat medium is smaller than that in the non-temperature control state under predetermined usage conditions. , The heat transfer amount adjusting unit (22, 85, 62a,) which adjusts the first heat transfer amount between the first battery cell and the heat medium and the second heat transfer amount between the second battery cell and the heat medium. It has 62b, 161a, 161b, 72).
これによれば、所定の使用条件時の第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、伝熱量調整部によって第１伝熱量と第２伝熱量とが調整されている。このため、熱媒体による温度調整後の第１電池セルの温度と第２電池セルの温度とを同じ温度に近づけることができる。 According to this, the first heat transfer amount and the second heat transfer amount are adjusted by the heat transfer amount adjusting unit so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell under a predetermined usage condition becomes small. .. Therefore, the temperature of the first battery cell and the temperature of the second battery cell after temperature adjustment by the heat medium can be brought close to the same temperature.
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 reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment 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, parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.
（第１実施形態）
図１に示す本実施形態の電池温調装置１は、電動車両に搭載される。電池温調装置１は、電動車両に搭載させる電池の温度を調整する。電動車両は、電気自動車、ハイブリッド車等である。電池は、走行用電源として用いられる二次電池である。電池は、電池パック１０に含まれる複数の電池セル１２によって構成される。
(First Embodiment)
The battery
図１に示すように、電池温調装置１は、電池パック１０と、電池パック１０に冷却液を流すための冷却液回路２０とを備える。
As shown in FIG. 1, the battery
図１、図２、図３に示すように、電池パック１０は、複数の電池モジュール１１を有する。電池パック１０は、複数の電池モジュール１１が１つにまとめられたものである。電池パック１０では、複数の電池モジュール１１が図示しないパッケージに収容されている。各電池モジュール１１は、複数の電池セル１２が１つにまとめられたものである。各電池セル１２は、外装ケース１２１と、外装ケース１２１の上面に設けられた２つの電池端子１２２、１２３とを有する。外装ケース１２１は、金属製の角型である。電池セル１２は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等である。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
各電池モジュール１１では、複数の電池セル１２は、各電池セル１２の厚さ方向に積層されている。図示されていないが、複数の電池セル１２のそれぞれは、直列に電気的に接続されている。各電池モジュール１１は、複数の電池セル１２の積層方向を長さ方向Ｄ１とし、上下方向を高さ方向Ｄ３とし、長さ方向Ｄ１および高さ方向Ｄ３に直交する方向を幅方向Ｄ２とする直方体形状である。長さ方向Ｄ１は、各電池モジュール１１の長手方向である。
In each
複数の電池セル１２は、エンドプレート１３とサイドプレート１４とによって拘束されている。エンドプレート１３は、複数の電池セル１２に対して長さ方向Ｄ１での両側に１つずつ設けられている。サイドプレート１４は、複数の電池セル１２に対して幅方向Ｄ２の両側に２つずつ設けられている。
The plurality of
複数の電池モジュール１１は、長さ方向Ｄ１および幅方向Ｄ２に並んでいる。本実施形態では、複数の電池モジュール１１として、８つの電池モジュール１１が用いられている。長さ方向Ｄ１に２つの電池モジュール１１が並んでいる。幅方向Ｄ２に４つの電池モジュール１１が並んでいる。各電池モジュール１１は、１２個の電池セル１２で構成されている。
The plurality of
電池パック１０は、複数の熱交換器１５を有する。複数の熱交換器１５のそれぞれは、冷却液が流れる熱交換流路１６を形成している。複数の熱交換器１５は、電池パック１０が有する複数の電池セル１２と冷却液とを熱交換させる。複数の熱交換器１５は、複数の電池モジュール１１の下側に配置されている。各熱交換器１５は、扁平形状である。
The
図４に示すように、各熱交換器１５の平面形状は、一方向に長い長方形である。各熱交換器１５の一方向の一方側の端部に、冷却液の流入部１７と流出部１８とが設けられている。各熱交換器１５の熱交換流路１６は、Ｕ字状に形成されている。各熱交換器１５では、図４中の矢印のように、流入部１７から熱交換流路１６に流入した冷却液は、一方向の一端側から他端側へ流れた後、Ｕターンする。Ｕターンした冷却液は、一方向の他端側から一端側へ流れた後、流出部１８から流出する。
As shown in FIG. 4, the planar shape of each
複数の熱交換器１５は、各熱交換器１５の一方向に直交する方向に、並んで配置されている。隣り合う熱交換器１５同士の間には、隙間が形成されている。
The plurality of
図１に示すように、複数の電池モジュール１１は、長さ方向Ｄ１と、複数の熱交換器１５の並び方向とが一致するように、複数の熱交換器１５の上側に設置されている。本実施形態では、複数の熱交換器１５として、８つの熱交換器１５が用いられている。各電池モジュール１１は、４つの熱交換器１５にまたがって設置されている。
As shown in FIG. 1, the plurality of
複数の熱交換器１５は、複数の第１熱交換器１５ａと、複数の第２熱交換器１５ｂとを含む。各第１熱交換器１５ａは、各電池モジュール１１における複数の電池セル１２のうち長さ方向Ｄ１の端側に位置する端側の電池セル１２ａと冷却液とを熱交換させる。各第２熱交換器１５ｂは、各電池モジュール１１における複数の電池セル１２のうち長さ方向Ｄ１の中央側に位置する中央側の電池セル１２ｂと冷却液とを熱交換させる。本実施形態では、複数の端側の電池セル１２ａのそれぞれが第１電池セルに相当する。第１熱交換器１５ａが第１熱交換部に相当する。複数の中央側の電池セル１２ｂのそれぞれが第２電池セルに相当する。第２熱交換器１５ｂが第２熱交換部に相当する。
The plurality of
図１、図４において、図の上側から１、４、５、８番目の熱交換器１５が、第１熱交換器１５ａである。図１、４において、図の上側から２、３、６、７番目の熱交換器１５が、第２熱交換器１５ｂである。図４に示すように、第１熱交換器１５ａの熱交換流路１６は、第１熱交換流路１６ａである。第２熱交換器１５ｂの熱交換流路１６は、第２熱交換流路１６ｂである。
In FIGS. 1 and 4, the first, fourth, fifth, and
図１に示すように、冷却液回路２０は、冷却液が循環する閉回路である。冷却液は、液体の熱媒体である。本実施形態の冷却液は、冷却用途だけでなく、加熱用途にも用いられる。本実施形態では、冷却液回路２０が、温度調整された熱媒体を第１熱交換部および第２熱交換部に流す熱媒体回路に相当する。冷却液回路２０は、電動ポンプ２１と、流量調整弁２２と、冷却部２３と、加熱部２４とを有する。
As shown in FIG. 1, the
電動ポンプ２１は、冷却液の流れを形成する。流量調整弁２２は、流入部２２１と、第１流出部２２２と、第２流出部２２３とを有する。流量調整弁２２は、流入部２２１から流入した冷却液を、第１流出部２２２と第２流出部２２３とのそれぞれから分配して流出させる。流量調整弁２２は、第１流出部２２２からの冷却液の流出量と、第２流出部２２３からの冷却液の流出量とのそれぞれを調整する。
The
冷却部２３と加熱部２４とは、電動ポンプ２１に対して冷却液流れの上流側に配置されている。冷却部２３と加熱部２４とは、熱媒体の冷却または加熱によって熱媒体の温度を調整する温度調整部である。冷却部２３は、冷凍サイクル３０の冷媒との熱交換によって、冷却液を冷却する冷却液側の熱交換部である。冷却部２３は、冷媒側の熱交換部３１とともに、冷凍サイクル３０の蒸発器を構成する。冷凍サイクル３０は、冷媒側の熱交換部３１の他に、圧縮機３２と、放熱器と３３、膨張弁３４とを備える蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。加熱部２４は、冷却液を加熱する。加熱部２４としては、電気ヒータが用いられる。
The cooling
冷却液回路２０では、電動ポンプ２１から吐出された冷却液は、流量調整弁２２を介して、複数の熱交換器１５に流入する。複数の熱交換器１５から流出した冷却液は、冷却部２３または加熱部２４によって温度調整された後、電動ポンプ２１に吸入される。
In the
冷却液回路２０は、第１流路２５と、第２流路２６と、全体合流部２７とを有する。第１流路２５は、流量調整弁２２の第１流出部２２２から流出した冷却液を複数の第１熱交換器１５ａへ流入させる。すなわち、第１流路２５は、冷却部２３または加熱部２４で温度調整された冷却液の一部を複数の第１熱交換器１５ａに流入させる。第１流路２５は、複数の第１熱交換器１５ａから流出した冷却液を、全体合流部２７へ導く。第２流路２６は、流量調整弁２２の第２流出部２２３から流出した冷却液を複数の第２熱交換器１５ｂに流入させる。すなわち、第２流路２６は、冷却部２３または加熱部２４で温度調整された冷却液の一部を複数の第２熱交換器１５ｂに流入させる。第２流路２６は、複数の第２熱交換器１５ｂから流出した冷却液を、全体合流部２７へ導く。
The
複数の第１熱交換器１５ａと複数の第２熱交換器１５ｂとが並列に接続されるように、第１流路２５と第２流路２６とは、流量調整弁２２および全体合流部２７に接続されている。
The flow
具体的には、第１流路２５は、流入側第１流路２５１と、流出側第１流路２５２とを含む。流入側第１流路２５１は、流量調整弁２２の第１流出部２２２と各第１熱交換器１５ａの流入部１７とを接続する。流出側第１流路２５２は、各第１熱交換器１５ａの流出部１８と全体合流部２７とを接続する。流入側第１流路２５１は、冷却液を略均等に分配して、各第１熱交換器１５ａに流入させる。流出側第１流路２５２は、各第１熱交換器１５ａから流出した冷却液を合流させながら全体合流部２７へ導く。
Specifically, the
第２流路２６は、流入側第２流路２６１と、流出側第２流路２６２とを含む。流入側第２流路２６１は、流量調整弁２２の第２流出部２２３と各第２熱交換器１５ｂの流入部１７とを接続する。流出側第２流路２６２は、各第２熱交換器１５ｂの流出部１８と全体合流部２７とを接続する。流入側第２流路２６１は、冷却液を略均等に分配して、各第２熱交換器１５ｂに流入させる。流出側第２流路２６２は、各第２熱交換器１５ｂから流出した冷却液を合流させながら全体合流部２７へ導く。
The
流量調整弁２２は、第１流路２５と第２流路２６とのそれぞれに接続されている。流量調整弁２２は、冷却部２３または加熱部２４で温度調整された冷却液を第１流路２５と第２流路２６とに分配する。流量調整弁２２は、第１流路２５を流れる冷却液の流量と第２流路２６を流れる冷却液の流量とのそれぞれを調整する流量調整部である。
The flow
図１に示すように、電池温調装置１は、複数の温度センサ４１と、制御部４２とを備える。
As shown in FIG. 1, the battery
複数の温度センサ４１は、各電池モジュール１１の複数の電池セル１２のうち所定の電池セルに対して設けられている。各温度センサ４１は、サーミスタや熱電対等である。各温度センサ４１は、制御部４２の入力側に接続されている。
The plurality of
複数の温度センサ４１は、複数の第１温度センサ４１ａと、複数の第２温度センサ４１ｂとを含む。複数の第１温度センサ４１ａは、各電池モジュール１１における端側の電池セル１２ａに対して設けられる。複数の第２温度センサ４１ｂは、各電池モジュール１１における中央側の電池セル１２ｂに対して設けられる。本実施形態では、各電池モジュール１１に対して、２つの第１温度センサ４１ａと２つの第２温度センサ４１ｂとが設けられている。
The plurality of
制御部４２の出力側には、電動ポンプ２１、流量調整弁２２、加熱部２４、圧縮機３２等の制御対象の機器が接続されている。制御部４２は、プロセッサ、メモリを含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。メモリには、制御対象の機器の作動を制御するための制御プログラムおよび制御データ等が記憶されている。メモリは、非遷移的実体的記録媒体である。非遷移的実体的記録媒体は、一時的でない有形の記憶媒体（すなわち、non-transitory tangible storage media）である。
Devices to be controlled such as an
制御部４２は、電池の温度調整のために、電動ポンプ２１、加熱部２４、圧縮機３２等の作動を制御する。さらに、制御部４２は、温度調整後の複数の電池セル１２の温度の均一化のために、流量調整弁２２の作動を制御する。すなわち、制御部４２は、複数の温度センサ４１の検出結果に基づいて、第１流路２５と第２流路２６とのそれぞれへ分配される冷却液の流量を制御する。
The
以下では、制御部４２が行う制御処理について説明する。制御部４２は、制御部４２が作動状態のときに、図５、図６、図７に示す制御処理を繰り返し行う。なお、図５、図６、図７の各図中に示したステップは、各種機能を実現する機能部に対応するものである。このことは、後述する実施形態においても、同様である。
Hereinafter, the control processing performed by the
まず、制御部４２は、図５に示す制御処理に従って、電池温調装置１の運転モードを決定する。図５に示すように、ステップＳ１１では、制御部４２は、セル最大温度Ｔｃ＿ｍａｘを取得するとともに、セル最小温度Ｔｃ＿ｍｉｎを取得する。セル最大温度Ｔｃ＿ｍａｘは、複数の電池セル１２の最大温度である。セル最小温度Ｔｃ＿ｍｉｎは、複数の電池セル１２の最小温度である。本実施形態では、セル最大温度Ｔｃ＿ｍａｘとして、複数の温度センサ４１のそれぞれの検出温度の最大値が用いられる。セル最小温度Ｔｃ＿ｍｉｎとして、複数の温度センサ４１のそれぞれの検出温度の最小値が用いられる。
First, the
続いて、ステップＳ１２では、制御部４２は、セル最大温度Ｔｃ＿ｍａｘと冷却側閾値Ｔｃ＿ｍａｘ０とを比較する。制御部４２は、セル最大温度Ｔｃ＿ｍａｘが冷却側閾値Ｔｃ＿ｍａｘ０以上であるか否かを判定する。セル最大温度Ｔｃ＿ｍａｘが冷却側閾値Ｔｃ＿ｍａｘ０以上の場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、制御部４２は、電池冷却モードに決定し、本フローを終了する。
Subsequently, in step S12, the
ステップＳ１２で、制御部４２がＮＯ判定した場合、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、制御部４２は、セル最小温度Ｔｃ＿ｍｉｎと加熱側閾値Ｔｃ＿ｍｉｎ０とを比較する。制御部４２は、セル最小温度Ｔｃ＿ｍｉｎが加熱側閾値Ｔｃ＿ｍｉｎ０以下であるか否かを判定する。セル最小温度Ｔｃ＿ｍｉｎが加熱側閾値Ｔｃ＿ｍｉｎ０以下の場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、制御部４２は、電池加熱モードに決定し、本フローを終了する。
If the
ステップＳ１４で、制御部４２がＮＯ判定した場合、制御部４２は、本フローを終了する。この場合、制御部４２は、制御対象の機器を停止した状態とする。すなわち、電池温調装置１による電池の温度調整は行われない。
If the
ステップＳ１３で、運転モードが電池冷却モードに決定された場合、制御部４２は、冷凍サイクル３０の圧縮機３２を作動させる。これにより、冷却部２３で冷却液が冷却される。さらに、制御部４２は、図６に示す制御処理に従って、第１流路２５を流れる冷却液と第２流路２６を流れる冷却液とのそれぞれを調整する。
When the operation mode is determined to be the battery cooling mode in step S13, the
図６に示すように、ステップＳ２１では、制御部４２は、電池の充放電電流Ｉを取得するとともに、セル平均温度Ｔｃを取得する。図示しないが、電池パック１０には、電池の充放電電流を検出する電流センサが設けられている。制御部４２は、この電流センサから充放電電流Ｉを取得する。セル平均温度Ｔｃは、複数の電池セル１２の平均温度である。制御部４２は、複数の温度センサ４１からそれぞれの検出温度を取得し、それらの平均値を算出する。
As shown in FIG. 6, in step S21, the
続いて、ステップＳ２２では、制御部４２は、取得した充放電電流Ｉとセル平均温度Ｔｃとに基づいて、冷却液回路２０の全体の冷却液流量Ｌを決定する。冷却液流量Ｌは、電動ポンプ２１から吐出される冷却液の流量である。電池の発熱量は、ジュールの法則より、電池の内部抵抗Ｒと電流Ｉの二乗との積に比例する。電池の温度上昇を予測するために、冷却液流量Ｌの決定に充放電電流Ｉが用いられる。このとき、充放電電流Ｉとセル温度Ｔｃとのそれぞれの大きさと、冷却液流量Ｌの大きさとが対応付けられたマップが用いられる。これにより、決定された冷却液流量Ｌとなるように、制御部４２は、電動ポンプ２１の作動を制御する。
Subsequently, in step S22, the
また、制御部４２は、流量調整弁２２による第１流路２５と第２流路２６との冷却液の流量分配比を設定する。すなわち、制御部４２は、流量調整弁２２から分配される第１流路２５の冷却液の流量である第１流量Ｌ１と、流量調整弁２２から分配される第２流路２６の冷却液の流量である第２流量Ｌ２との比を設定する。このとき、制御部４２は、流量分配比の初期値として、第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２とを等量（すなわち、Ｌ１：Ｌ２＝５０：５０）に設定する。これにより、制御部４２は、第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２とが等量となるように、流量調整弁２２の作動を制御する。
Further, the
続いて、ステップＳ２３では、制御部４２は、冷却液流量Ｌが所定流量Ｌ０以上か否かを判定する。この判定は、電池の発熱負荷が高いか否かを判定するものである。例えば、電池の急速充電時では、電池からの発熱量が大きい。このため、ステップＳ２２で決定される冷却液流量Ｌは、所定流量Ｌ０よりも大きい。冷却液流量Ｌが所定流量Ｌ０以上の場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ２４に進む。冷却液流量Ｌが所定流量Ｌ０よりも小さい場合、制御部４２は、ＮＯ判定し、本フローを一旦終了する。この場合、流量調整弁２２による流量分配は変更されない。ステップＳ２３が行われることで、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとに温度差がついているとき、または、温度差がつくことが予想されるときに、流量分配比が変更される。
Subsequently, in step S23, the
ステップＳ２４では、制御部４２は、第１セル温度Ｔｃ１を取得するとともに、第２セル温度Ｔｃ２を取得する。第１セル温度Ｔｃ１は、各電池モジュール１１における端側の電池セル１２ａの平均温度である。制御部４２は、複数の第１温度センサ４１ａの検出温度を取得し、取得した検出温度の平均値を算出することで、第１セル温度Ｔｃ１を取得する。第２セル温度Ｔｃ２は、各電池モジュール１１における中央側の電池セル１２ｂの平均温度である。制御部４２は、複数の第２温度センサ４１ｂの検出温度を取得し、取得した検出温度の平均値を算出することで、第２セル温度Ｔｃ２を取得する。
In step S24, the
続いて、ステップＳ２５では、第２セル温度Ｔｃ２と第１セル温度Ｔｃ１との温度差（すなわち、Ｔｃ２−Ｔｃ１）が、第１閾値ΔＴ０よりも大きいか否かを判定する。なお、後述の通り、第２セル温度Ｔｃ２が高温側であり、第１セル温度Ｔｃ１が低温側である。Ｔｃ２−Ｔｃ１が第１閾値ΔＴ０以下の場合、制御部４２は、ＮＯ判定し、本フローを一旦終了する。この場合、流量分配比は変更されない。一方、Ｔｃ２−Ｔｃ１が第１閾値ΔＴ０よりも大きい場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ２６に進む。
Subsequently, in step S25, it is determined whether or not the temperature difference between the second cell temperature Tc2 and the first cell temperature Tc1 (that is, Tc2-Tc1) is larger than the first threshold value ΔT0. As will be described later, the second cell temperature Tc2 is on the high temperature side, and the first cell temperature Tc1 is on the low temperature side. When Tc2-Tc1 is equal to or less than the first threshold value ΔT0, the
ステップＳ２６では、制御部４２は、第２流量Ｌ２が第１流量Ｌ１よりも大きくなるように、流量分配比を変更する。すなわち、制御部４２は、Ｌ１：Ｌ２＝５０：５０を、Ｌ１：Ｌ２＝ａ１：ｂ１に変更する。このとき、ａ１＜ｂ１である。ａ１、ｂ１のそれぞれの数値は、総流量に対する割合を百分率で表したものである。変更後の第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２との比（すなわち、Ｌ１：Ｌ２＝ａ１：ｂ１）は、ステップＳ２１で取得した充放電電流Ｉに基づいて設定される。この設定では、充放電電流Ｉの大きさと、第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２との比とが対応付けられたマップが用いられる。なお、変更後の第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２との比は、充放電電流Ｉの大きさに限らず、電池の発熱量に関する他のパラメータ、例えば、電池からの熱流束に基づいて設定されてもよい。
In step S26, the
これにより、制御部４２は、ステップＳ２６で決定された変更後の第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２との比となるように、流量調整弁２２を作動させる。すなわち、制御部４２は、初期設定よりも第２流量Ｌ２が増大し、第１流量Ｌ１が減少するように、流量調整弁２２を作動させる。
As a result, the
続いて、ステップＳ２７では、制御部４２は、ステップＳ２６での流量分配比の変更直後からt秒後に、ステップＳ２４と同様に、第１セル温度Ｔｃ１を取得するとともに、第２セル温度Ｔｃ２を取得する。
Subsequently, in step S27, the
続いて、ステップＳ２８では、制御部４２は、第２セル温度Ｔｃ２と第１セル温度Ｔｃ１との温度差（すなわち、Ｔｃ２−Ｔｃ１）が、第２閾値ΔＴ１よりも小さいか否かを判定する。第２閾値ΔＴ１は、第１閾値ΔＴ０以上の値である（すなわち、ΔＴ１≧ΔＴ０）。Ｔｃ２−Ｔｃ１が第２閾値ΔＴ１よりも小さい場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、本フローを一旦終了する。これにより、流量分配比のさらなる変更は行われない。
Subsequently, in step S28, the
ステップＳ２８で、ＮＯ判定された場合、制御部４２は、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、制御部４２は、流量分配比をさらに変更する。変更後の第２流量Ｌ２の分配値を、変更前の第２流量Ｌ２から所定量α増大させる（すなわち、変更後Ｌ２＝変更前Ｌ２＋α）。変更後の第１流量Ｌ１の分配値を、変更前の第１流量Ｌ１から所定量α減少させる（すなわち、変更後Ｌ１＝変更前Ｌ１−α）。所定量αは、予め設定された増減量である。これにより、制御部４２は、変更前よりも第２流量Ｌ２が増大し、変更前よりも第１流量Ｌ１が減少するように、流量調整弁２２を作動させる。
If NO is determined in step S28, the
その後、制御部４２は、ステップＳ２７に進む。これにより、温度差の低減が確認されるまで、流量分配比の変更が繰り返される。
After that, the
また、図５のステップＳ１５で、運転モードが電池加熱モードに決定された場合、制御部４２は、加熱部２４を作動させる。これにより、加熱部２４で冷却液が加熱される。さらに、制御部４２は、図７に示す制御処理に従って、第１流路２５を流れる冷却液と第２流路２６を流れる冷却液とのそれぞれを調整する。
Further, when the operation mode is determined to be the battery heating mode in step S15 of FIG. 5, the
図７に示す制御処理では、図６に示す制御処理のステップＳ２６、Ｓ２９が、それぞれ、ステップＳ２６−１、Ｓ２９−１に変更されている。他のステップは、図６に示す制御処理と同じである。 In the control process shown in FIG. 7, steps S26 and S29 of the control process shown in FIG. 6 are changed to steps S26-1 and S29-1, respectively. The other steps are the same as the control process shown in FIG.
ステップＳ２６−１では、制御部４２は、第１流量Ｌ１が第２流量Ｌ２よりも大きくなるように、流量分配比を変更する。すなわち、制御部４２は、Ｌ１：Ｌ２＝５０：５０を、Ｌ１：Ｌ２＝ａ２：ｂ２に変更する。このとき、ａ２＞ｂ２である。ａ２、ｂ２のそれぞれの数値は、総流量に対する割合を百分率で表したものである。
In step S26-1, the
これにより、制御部４２は、ステップＳ２６−１で決定された変更後の第１流量Ｌ１と第２流量Ｌ２との比となるように、流量調整弁２２を作動させる。すなわち、制御部４２は、初期設定よりも第２流量Ｌ２が減少し、第１流量Ｌ１が増大するように、流量調整弁２２を作動させる。
As a result, the
ステップＳ２９−１では、制御部４２は、流量分配比をさらに変更する。変更後の第１流量Ｌ１の分配値を、変更前の第１流量Ｌ１から所定量α増大させる（すなわち、変更後Ｌ１＝変更前Ｌ１＋α）。変更後の第２流量Ｌ２の分配値を、変更前の第２流量Ｌ２から所定量α減少させる（すなわち、変更後Ｌ２＝変更前Ｌ２−α）。これにより、制御部４２は、変更前よりも第１流量Ｌ１が増大し、変更前よりも第２流量Ｌ２が減少するように、流量調整弁２２を作動させる。
In step S29-1, the
次に、本実施形態の電池温調装置１の効果について、本実施形態の電池温調装置１と図８に示す比較例１の電池温調装置Ｊ１との比較により説明する。比較例１の電池温調装置Ｊ１では、冷却液が各熱交換器１５に均等に分配されるように、冷却液回路Ｊ２０が構成されている。比較例１の電池温調装置Ｊ１の他の構成は、第１実施形態の電池温調装置１と同じである。
Next, the effect of the battery
電動車両では、複数の電池セル１２で構成された電池は、高電圧で使用される。このため、複数の電池セル１２は、直列に接続されている。したがって、電池の充放電時に電流が流れると、各電池セル１２は、同等に発熱する。
In an electric vehicle, a battery composed of a plurality of
しかし、本実施形態および比較例１の各電池モジュール１１では、複数の電池セル１２が一方向に積層されている。このため、電池の急速充電時等の各電池セル１２の発熱量が大きい所定の使用条件時では、各電池モジュール１１内において、複数の電池セル１２のうち中央側の電池セル１２ｂに熱が籠る。すなわち、中央側の電池セル１２ｂは、端側の電池セル１２ａよりも放熱性が低い。
However, in each
この結果、電池パック１０の各電池セル１２の温度が冷却液によって調整されていない非温調状態では、各電池モジュール１１において、複数の電池セル１２は、中央側の電池セル１２ｂの温度は端側の電池セル１２ａの温度よりも高いという温度分布を有する。換言すると、非温調状態では、端側の電池セル１２ａおよび中央側の電池セル１２ｂの所定の使用条件時に、端側の電池セル１２ａおよび中央側の電池セル１２ｂの充放電による発熱にともなって、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとに温度差が生じる。非温調状態は、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとのそれぞれの温度が冷却液によって調整されていない状態である。
As a result, in the non-temperature control state in which the temperature of each
なお、非温調状態での端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差とは、冷却液が流れていない状態で測定される端側の電池セル１２ａの温度と中央側の電池セル１２ｂの温度との差である。本実施形態の電池温調装置１は、各電池セル１２の発熱量が大きい所定の使用条件時に、常に、冷却液を流すものであるが、常に、冷却液を流すものでなくてもよい。要するに、本発明の電池温調装置は、所定の使用条件時に熱媒体を常に流す電池温調装置、所定の使用条件時に、熱媒体を流したり、流さなかったりする電池温調装置のどちらにも適用される。
The temperature difference between the battery cell 12a on the end side and the
図８に示すように、比較例１の電池温調装置Ｊ１では、冷却液が各熱交換器１５に均等に分配されるように、冷却液回路が構成されている。このため、各電池セル１２と冷却液との間の伝熱量はほぼ同じである。比較例１の電池温調装置Ｊ１の他の構成は、本実施形態の電池温調装置１と同じである。
As shown in FIG. 8, in the battery temperature control device J1 of Comparative Example 1, the coolant circuit is configured so that the coolant is evenly distributed to each
各電池セル１２の発熱量が大きい所定の使用条件時に、比較例１の電池温調装置Ｊ１が電池冷却モードで作動する。この場合、図９に示すように、複数の電池セル１２が冷却された後においても、複数の電池セル１２は、各電池モジュール１１内において、中央側の電池セル１２ｂの温度は端側の電池セル１２ａの温度よりも高いという温度分布を有する。図９の横軸の測温位置の１〜３２の番号は、図８中の複数の温度センサ４１に対して付された四角内の１〜３２の番号に対応している。
The battery temperature control device J1 of Comparative Example 1 operates in the battery cooling mode under predetermined operating conditions in which the amount of heat generated by each
これに対して、本実施形態では、上述の通り、各電池セル１２の発熱量が大きい所定の使用条件時に、本実施形態の電池温調装置１が電池冷却モードで作動する。この冷却モードでは、図６のステップＳ２６、Ｓ２９が行われる。これにより、図１０に示すように、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、流量調整弁２２によって、第２流路２６の第２流量Ｌ２が第１流路２５の第１流量Ｌ１よりも大きくされる。このため、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量が、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくなる。よって、本実施形態によれば、比較例１と比較して、冷却液による冷却後の中央側の電池セル１２ｂの温度を下げることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the battery
このように、流量調整弁２２は、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量と、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量とを調整している。このため、冷却液による冷却後の中央側の電池セル１２ｂの温度と端側の電池セル１２ａの温度とを同じ温度に近づけることができる。この結果、電池パック１０内の複数の電池セル１２の温度を均一に近づけることができる。なお、本実施形態では、流量調整弁２２が、熱媒体回路が有する伝熱量調整部に相当する。
As described above, the
具体的には、図１１に示すように、本実施形態によれば、複数の電池セル１２が冷却された後において、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差を小さくすることができる。図１１の横軸の測温位置の１〜３２の番号は、図１０中の複数の温度センサ４１に対して付された四角内の１〜３２の番号に対応している。
Specifically, as shown in FIG. 11, according to the present embodiment, after the plurality of
図９と図１１とは、急速充電時の各電池セル１２の温度を検出した結果であり、電池の使用条件が同じときの結果である。比較例１では、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差は、最大で５．３℃であった。これに対して、本実施形態では、その温度差は、最大で１．３℃であった。
9 and 11 are the results of detecting the temperature of each
電池セル１２の温度が高温になると、電池セル１２の劣化が促進されることが知られている。本実施形態によれば、電池パック１０内の複数の電池セル１２の温度を均一に近づけることができる。電池パック１０内の複数の電池セル１２に局所的な高温部を発生させないようにすることができる。このため、電池セル１２の劣化を抑制することができる。
It is known that when the temperature of the
また、各電池セル１２の加熱が必要な所定の使用条件時に、比較例１の電池温調装置Ｊ１が加熱モードで作動する。この場合も、図示しないが、加熱後の複数の電池セル１２は、各電池モジュール１１内において、中央側の電池セル１２ｂの温度は端側の電池セル１２ａの温度よりも高いという温度分布を有する。
Further, the battery temperature control device J1 of Comparative Example 1 operates in the heating mode under predetermined usage conditions in which heating of each
これに対して、本実施形態の電池温調装置１の電池加熱モードでは、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差が所定値よりも大きい場合、流量調整弁２２によって、第１熱交換器１５ａに流入する加熱された冷却液の流量が、第２熱交換器１５ｂに流入する加熱された冷却液の流量よりも大きくされる。これにより、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量が、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量よりも大きくされる。このように、電池加熱モード時においても、流量調整弁２２は、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、冷却液による加熱後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量と、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量とを調整している。
On the other hand, in the battery heating mode of the battery
よって、冷却液による加熱後の中央側の電池セル１２ｂの温度と端側の電池セル１２ａの温度とを同じ温度に近づけることができる。この結果、電池パック１０内の複数の電池セル１２の温度を均一に近づけることができる。
Therefore, the temperature of the
ここで、図１２に、本実施形態の電池温調装置１の電池冷却モード時において、流量調整弁２２による流量分配比と、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差との関係を示す。図１２は、冷却液回路２０の総流量が３０Ｌ／ｍｉｎのときの実験結果である。図１２の縦軸では、中央側の電池セル１２ｂの温度が端側の電池セル１２ａの温度よりも高いときの温度差が正の値で示されている。中央側の電池セル１２ｂの温度が端側の電池セル１２ａの温度よりも低いときの温度差が負の値で示されている。図１２の横軸において、上下に並ぶ数値は、第１流路２５を流れる冷却液の流量と、第２流路２６を流れる冷却液の流量との比を示している。上下に並ぶ数値は、総流量に対する各流路の流量の割合を百分率で示したものである。両方の流量割合の合計は、１００％である。冷却液の流量は、体積流量である。
Here, FIG. 12 shows the temperature difference between the flow rate distribution ratio by the flow
なお、第１流路２５を流れる冷却液の流量は、流量調整弁２２の第１流出部２２２を通過する冷却液の第１流量である。第２流路２６を流れる冷却液の流量は、流量調整弁２２の第２流出部２２３を通過する冷却液の第２流量である。第１流出部２２２は、第１流路２５に連通する第１連通部に相当する。第２流出部２２３は、第２流路２６に連通する第２連通部に相当する。
The flow rate of the cooling liquid flowing through the
図１２に示すように、第１流路２５を流れる冷却液の流量が少ないほど、温度差が小さくなる。しかし、第１流路２５を流れる冷却液の流量が１％未満になると、端側の電池セル１２ａの温度が中央側の電池セル１２ｂの温度よりも高くなり、温度差が２℃よりも大きくなる。
As shown in FIG. 12, the smaller the flow rate of the coolant flowing through the
そこで、所定の使用条件時では、流量調整弁２２は、図１２に示すように、第１流路２５を流れる冷却液の流量が５％以下かつ１％以上となるように、第１流路２５を流れる冷却液の流量と第２流路２６を流れる冷却液の流量のそれぞれを調整する。このとき、第１流路２５を流れる冷却液の流量と、第２流路２６を流れる冷却液の流量との合計は、冷却液回路２０の総流量である。これにより、冷却後の温度差を±２℃以内にすることができる。
Therefore, under predetermined usage conditions, as shown in FIG. 12, the flow
また、冷却後の温度差を±２℃以内にするためには、第１流路２５を流れる冷却液の流量が、総流量に対して３％±２％の範囲内となるように調整すればよい。３％は、５％以下かつ１％以上の範囲の中央値である。所望の流量調整範囲での流量調整を行う場合、実用的な流量調整精度は、流量調整範囲の１／１０である。流量調整範囲が±２％の場合、必要な流量調整精度は±０．２％である。このため、流量調整精度が±０．２％以内である流量調整弁２２を用いることで、総流量の５％以下かつ１％以上の微少流量での調整を実現することができる。
Further, in order to keep the temperature difference after cooling within ± 2 ° C., the flow rate of the coolant flowing through the
なお、冷却液回路２０の総流量が３０Ｌ／ｍｉｎに近い大きさであれば、３０Ｌ／ｍｉｎ以外の場合においても、上記した結果と同じ結果になることが推測される。
If the total flow rate of the
（第２実施形態）
図１３、図１４、図１５に示すように、本実施形態の電池温調装置１では、複数の熱交換器のそれぞれは、サーペンタイン型の熱交換器５０である。複数の電池モジュール１１のそれぞれに対して、熱交換器５０が１つずつ設けられている。本実施形態の他の構成は、第１実施形態と同じである。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 13, 14, and 15, in the battery
図１４、図１５に示すように、１つの電池モジュール１１では、複数の電池セル１２が厚さ方向に並んでいる。隣り合う電池セル１２同士の間に熱交換器５０の一部が挟まれた状態で、複数の電池セル１２が積層されている。複数の電池セル１２は、第１実施形態と同様に、エンドプレート１３とサイドプレート１４とによって拘束されている。
As shown in FIGS. 14 and 15, in one
熱交換器５０は、冷却液が隣り合う電池セル１２の間を通り、冷却液が蛇行して流れる熱交換流路５１を形成している。具体的には、熱交換器５０は、複数のセル間部５２と、複数の連結部５３とを有する。
The
複数のセル間部５２のそれぞれは、複数の電池セル１２のうち隣り合う２つの電池セル１２の間に配置される部分である。複数のセル間部５２は、１つの電池セル１２が設置可能な間隔で、長さ方向Ｄ１に並んでいる。セル間部５２の長手方向は、幅方向Ｄ２と一致している。セル間部５２の短手方向は、高さ方向Ｄ３と一致している。
Each of the plurality of
複数の連結部５３のそれぞれは、隣り合う２つのセル間部５２を連結する。複数の連結部５３のそれぞれは、長さ方向Ｄ１において、セル間部５２に対して幅方向Ｄ２の一方側と他方側とに交互に位置する。複数の連結部５３のそれぞれは、長さ方向Ｄ１で隣り合う２つのセル間部５２の冷却液の流れの向きを反対の向きに変える。
Each of the plurality of connecting
１つの電池モジュール１１が有する２つのエンドプレート１３には、熱交換器５０の熱交換流路５１に連なる冷却液の流路が形成されている。一方のエンドプレート１３に、冷却液の流入部５４が設けられている。他方のエンドプレート１３に、冷却液の流出部５５が設けられている。
The two
１つの電池モジュール１１では、流入部５４から熱交換流路５１に流入した冷却液は、長さ方向Ｄ１の一方側から他方側に向かって、蛇行しながら流れた後、流出部５５から流出する。このとき、冷却液は、隣り合う電池セル１２同士の間を流れる。このため、１つの電池モジュール１１内では、複数の電池セル１２の温度差は小さい。
In one
図１３に示すように、複数の電池モジュール１１は、長さ方向Ｄ１と幅方向Ｄ２とのそれぞれの方向に並んでいる。本実施形態では、複数の電池モジュール１１として、８つの電池モジュール１１が用いられている。長さ方向Ｄ１に２つの電池モジュール１１が並んでいる。幅方向Ｄ２に４つの電池モジュール１１が並んでいる。
As shown in FIG. 13, the plurality of
また、本実施形態では、複数の電池モジュール１１のうち幅方向Ｄ２での端側に位置する端側モジュール１１ａの熱交換器５０が、第１熱交換器５０ａである。第１熱交換器５０ａは、端側モジュール１１ａが有する複数の電池セル１２ｃと冷却液とを熱交換させる。複数の電池モジュール１１のうち幅方向Ｄ２での中央側に位置する中央側モジュール１１ｂの熱交換器５０が、第２熱交換器５０ｂである。第２熱交換器５０ｂは、中央側モジュール１１ｂが有する複数の電池セル１２ｄと冷却液とを熱交換させる。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態では、端側モジュール１１ａが有する複数の電池セル１２ｃのそれぞれが、第１電池セルに相当する。第１熱交換器５０ａが第１熱交換部に相当する。中央側モジュール１１ｂが有する複数の電池セル１２ｄのそれぞれが第２電池セルに相当する。第２熱交換器５０ｂが第２熱交換部に相当する。 In the present embodiment, each of the plurality of battery cells 12c included in the end side module 11a corresponds to the first battery cell. The first heat exchanger 50a corresponds to the first heat exchanger. Each of the plurality of battery cells 12d included in the central module 11b corresponds to the second battery cell. The second heat exchanger 50b corresponds to the second heat exchanger.
第１実施形態の複数の第１熱交換器１５ａと同様に、複数の第１熱交換器５０ａは、冷却液回路２０の第１流路２５に接続されている。具体的には、各第１熱交換器５０ａの流入部５４は、流入側第１流路２５１に接続されている。各第１熱交換器５０ａの流出部５５は、流出側第１流路２５２に接続されている。
Similar to the plurality of first heat exchangers 15a of the first embodiment, the plurality of first heat exchangers 50a are connected to the
第１実施形態の複数の第２熱交換器１５ｂと同様に、複数の第２熱交換器５０ｂは、冷却液回路２０の第２流路２６に接続されている。具体的には、各第２熱交換器５０ｂの流入部５４は、流入側第２流路２６１に接続されている。各第２熱交換器５０ｂの流出部５５は、流出側第２流路２６２に接続されている。
Similar to the plurality of second heat exchangers 15b of the first embodiment, the plurality of second heat exchangers 50b are connected to the
流量調整弁２２によって、複数の第１熱交換器５０ａと、複数の第２熱交換器５０ｂとのそれぞれに流入する冷却液の流量が調整される。
The flow
図１６は、図１３中の１〜４の四角の中の番号が付された測温位置での温度センサ４１の検出温度を示している。測温位置の番号１、４での検出温度が、端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃの温度である。測温位置の番号２、３での検出温度が、中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄの温度である。
FIG. 16 shows the detected temperature of the
図１６に示すように、本実施形態の電池パック１０の複数の電池セル１２は、中央側モジュール１１ｂの各電池セル１２ｄの温度が端側モジュール１１ａの各電池セル１２ｃの温度よりも高いという温度分布を有する。この温度分布は、電池の急速充電時等の各電池セル１２の発熱量が大きい所定の使用条件時の温度分布である。この温度分布は、電池パック１０の各電池セル１２の温度が冷却液によって調整されていない非温調状態での温度分布である。換言すると、非温調状態では、端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃおよび中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄの所定の使用条件時に、これらの電池セル１２ｃ、１２ｄの充放電による発熱にともなって、端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃと中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄとに温度差が生じる。
As shown in FIG. 16, the plurality of
本実施形態においても、制御部４２は、第１実施形態と同じ制御処理を行う。端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃが、第１実施形態の端側の電池セル１２ａに対応する。中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄが、第１実施形態の中央側の電池セル１２ｂに対応する。
Also in this embodiment, the
このため、流量調整弁２２は、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、冷却液による温度調整後の端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃと中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄとの温度差が小さくなるように、端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃと冷却液との間の第１伝熱量と、中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄと冷却液との間の第２伝熱量とを調整している。よって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
Therefore, the
（第３実施形態）
本実施形態の電池温調装置１では、第１実施形態の電池温調装置１に対して、図１７、図１８に示す構成が追加されている。
(Third Embodiment)
In the battery
図１８に示すように、各電池モジュール１１において、隣り合う２つの電池セル１２と熱交換器１５とに囲まれた空間６０を複数形成するように、複数の電池セル１２のそれぞれに凹部６１が設けられている。複数の空間６０のそれぞれには、伝熱促進材６２が充填されている。各伝熱促進材６２は、電池セル１２と熱交換器１５との両方に接するように充填されている。各伝熱促進材６２は、電池セル１２のパッケージより伝熱性が高い材料である。各伝熱促進材６２としては、熱伝導ゲル等が用いられる。
As shown in FIG. 18, in each
複数の伝熱促進材６２のうち端側の電池セル１２ａの凹部６１に充填された第１伝熱促進材６２ａと、中央側の電池セル１２ｂの凹部６１に充填された第２伝熱促進材６２ｂとでは、伝熱促進材６２の充填量が異なる。すなわち、第２伝熱促進材６２ｂの充填量は、第１伝熱促進材６２ａの充填量よりも多い。このため、中央側の電池セル１２ｂにおける第２伝熱促進材６２ｂとの接触面である第２接触面Ｓ２の面積は、端側の電池セル１２ａにおける第１伝熱促進材６２ａとの接触面である第１接触面Ｓ１の面積よりも大きい。
Of the plurality of heat transfer promoters 62, the first heat transfer promoter 62a filled in the
本実施形態では、主として、伝熱促進材６２を介して、電池セル１２と熱交換器１５との間を熱が移動する。したがって、第１接触面Ｓ１が、端側の電池セル１２ａと第１熱交換器１５ａとの間の伝熱に主に寄与する第１電池セルの表面である。この第１接触面Ｓ１の面積が、第１伝熱面積に相当する。また、第２接触面Ｓ２が、中央側の電池セル１２ｂと第２熱交換器１５ｂとの間の伝熱に主として寄与する第２電池セルの表面である。この第２接触面Ｓ２の面積が、第２伝熱面積に相当する。
In the present embodiment, heat is mainly transferred between the
第２接触面Ｓ２の面積が第１接触面Ｓ１の面積よりも大きいことにより、中央側の電池セル１２ｂと第２熱交換器１５ｂとの間の熱抵抗は、端側の電池セル１２ａと第１熱交換器１５ａとの間の熱抵抗よりも小さい。すなわち、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量が、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくなる。このため、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との熱交換を、端側の電池セル１２ａと冷却液との熱交換よりも促進させることができる。
Since the area of the second contact surface S2 is larger than the area of the first contact surface S1, the thermal resistance between the
本実施形態では、最大発熱条件時に、冷却液が各熱交換器１５に均等に分配される場合に、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が最も小さくなるように、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが異なる大きさに設定されている。最大発熱条件とは、各電池セル１２の発熱量が最大となる所定の使用条件である。したがって、この最大発熱条件時では、制御部４２は、流量分配比を初期設定から変更しなくてもよい。
In the present embodiment, when the coolant is evenly distributed to each
本実施形態によれば、冷却液が各熱交換器１５に均等に分配される場合であっても、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量を、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくすることができる。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、冷却後の中央側の電池セル１２ｂの温度と端側の電池セル１２ａの温度とを同じ温度に近づけることができるという均温化効果が得られる。
According to the present embodiment, even when the coolant is evenly distributed to each
このように、本実施形態では、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが異なる大きさに調整されている。これによって、非温調状態と比較して、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とが調整されている。本実施形態では、第１伝熱促進材６２ａと第２伝熱促進材６２ｂとが、第１伝熱面積と第２伝熱面積とを異なる大きさに調整している伝熱面積調整部に相当する。さらに、第１伝熱促進材６２ａと第２伝熱促進材６２ｂとが、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、熱媒体による温度調整後の第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１電池セルと熱媒体との間の第１伝熱量と、第２電池セルと熱媒体との間の第２伝熱量とを調整している伝熱量調整部に相当する。よって、本実施形態では、電池パック１０が伝熱量調整部を有している。
As described above, in the present embodiment, the area of the first contact surface S1 and the area of the second contact surface S2 are adjusted to different sizes. As a result, the first heat transfer amount and the second heat transfer amount are reduced so that the temperature difference between the battery cell 12a on the end side and the
また、本実施形態によれば、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが同じ場合と比較して、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との熱交換が促進される。このため、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが同じ場合と比較して、中央側の電池セル１２ｂの温度を同じ目標温度にするために必要な電動ポンプ２１の負荷を低減することができる。よって、電動ポンプ２１の電力低減や、より小さい容量の電動ポンプ２１の採用によるコストの低減が可能となる。
Further, according to the present embodiment, heat exchange between the
また、最大発熱条件以外の発熱条件のときでは、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積との違いのみによっては、高い均温化効果が得られない。そこで、最大発熱条件以外の発熱条件のときでは、第１実施形態と同様に、制御部４２は、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、流量調整弁２２によって流量分配比を調整する。これにより、最大発熱条件以外の発熱条件のときでも、高い均温化効果を得ることができる。
Further, under heat generation conditions other than the maximum heat generation condition, a high temperature equalizing effect cannot be obtained only by the difference between the area of the first contact surface S1 and the area of the second contact surface S2. Therefore, under heat generation conditions other than the maximum heat generation condition, the
また、本実施形態によれば、最大発熱条件時に、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が最も小さくなるように、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが異なる大きさに設定されている。このため、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが同じである第１実施形態と比較して、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差を小さくするために必要な流量調整弁２２による流量調整範囲を狭くすることができる。
Further, according to the present embodiment, under the maximum heat generation condition, the temperature difference between the battery cell 12a on the end side and the
また、電池加熱モード時では、第１実施形態と同様に、制御部４２は、冷却液による加熱後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、流量分配比を調整する。これにより、電池加熱モード時においても、高い均温化効果を得ることができる。
Further, in the battery heating mode, as in the first embodiment, the
なお、本実施形態では、冷却液回路２０は、流量調整弁２２を有している。しかしながら、冷却液回路２０は、流量調整弁２２を有していなくてもよい。この場合であっても、第１接触面Ｓ１の面積と第２接触面Ｓ２の面積とが同じ場合と比較して、冷却液による冷却後の複数の電池セル１２の温度を同じ温度に近づけることができる。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、電池冷却モード時の均温化を目的としているため、中央側の電池セル１２ｂの第２接触面Ｓ２の面積は、端側の電池セル１２ａの第１接触面Ｓ１の面積よりも大きく設定されている。しかしながら、電池加熱モード時の均温化を目的として、第１接触面Ｓ１の面積が、第２接触面Ｓ２の面積よりも大きく設定されていてもよい。
Further, in the present embodiment, since the purpose is to equalize the temperature in the battery cooling mode, the area of the second contact surface S2 of the
（第４実施形態）
本実施形態の電池温調装置１では、第１実施形態の電池温調装置１に対して、複数の熱交換器１５の構成が変更されている。他の構成は、第１実施形態と同じである。
(Fourth Embodiment)
In the battery
具体的には、図１９、図２０、図２１に示すように、本実施形態では、第１熱交換器１５ａの第１熱交換流路１６ａと、第２熱交換器１５ｂの第２熱交換流路１６ｂとは、流路の数が異なる。すなわち、図１９に示すように、第２熱交換流路１６ｂのうち電池モジュール１１の下側に位置する流路の数は、第１熱交換流路１６ａのうち電池モジュール１１の下側に位置する流路の数よりも多い。
Specifically, as shown in FIGS. 19, 20, and 21, in the present embodiment, the first heat exchange flow path 16a of the first heat exchanger 15a and the second heat exchange of the second heat exchanger 15b The number of flow paths is different from that of the flow paths 16b. That is, as shown in FIG. 19, the number of flow paths located below the
これにより、第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとでは、熱交換流路１６を構成する壁面１６１の総面積が異なる。すなわち、第２熱交換流路１６ｂを構成する第２壁面１６１ｂの総面積は、第１熱交換流路１６ａを構成する第１壁面１６１ａの総面積よりも大きくされている。第２壁面１６１ｂの総面積は、第２熱交換器１５ｂにおける冷却液との第２接触面積である。第１壁面１６１ａの総面積は、第１熱交換器１５ａにおける冷却液との第１接触面積である。
As a result, the total area of the wall surface 161 constituting the heat
このため、第２熱交換器１５ｂの熱交換性能は、第１熱交換器１５ａの熱交換性能よりも高い。すなわち、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量が、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくなる。よって、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との熱交換を、端側の電池セル１２ａと冷却液との熱交換よりも促進させることができる。
Therefore, the heat exchange performance of the second heat exchanger 15b is higher than the heat exchange performance of the first heat exchanger 15a. That is, the second heat transfer amount between the
本実施形態では、最大発熱条件時に、冷却液が各熱交換器１５に均等に分配される場合に、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が最も小さくなるように、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが異なる大きさに設定されている。したがって、この最大発熱条件時では、制御部４２は、流量分配比を初期設定から変更しなくてもよい。
In the present embodiment, when the coolant is evenly distributed to each
本実施形態によれば、冷却液が各熱交換器１５に均等に分配される場合であっても、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが同じ場合と比較して、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量を、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくすることができる。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の均温化効果が得られる。
According to the present embodiment, even when the coolant is evenly distributed to each
このように、本実施形態では、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが異なる大きさに調整されている。これによって、非温調状態と比較して、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とが調整されている。本実施形態では、第１壁面１６１ａと第２壁面１６１ｂとが、第１熱交換部における熱媒体との第１接触面積と、第２熱交換部における熱媒体との第２接触面積とを異なる大きさに調整している接触面積調整部に相当する。さらに、第１壁面１６１ａと第２壁面１６１ｂとが、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、熱媒体による温度調整後の第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１電池セルと熱媒体との間の第１伝熱量と、第２電池セルと熱媒体との間の第２伝熱量とを調整している伝熱量調整部に相当する。よって、本実施形態では、電池パック１０が伝熱量調整部を有している。
As described above, in the present embodiment, the total area of the first wall surface 161a and the total area of the second wall surface 161b are adjusted to different sizes. As a result, the first heat transfer amount and the second heat transfer amount are reduced so that the temperature difference between the battery cell 12a on the end side and the
また、本実施形態によれば、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが同じ場合と比較して、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との熱交換が促進される。このため、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが同じ場合と比較して、中央側の電池セル１２ｂの温度を同じ目標温度にするために必要な電動ポンプ２１の負荷を低減することができる。よって、電動ポンプ２１の電力低減や、より小さい容量の電動ポンプ２１の採用によるコストの低減が可能となる。
Further, according to the present embodiment, heat exchange between the
また、最大発熱条件以外の発熱条件のときでは、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積との違いのみによっては、高い均温化効果が得られない。そこで、最大発熱条件以外の発熱条件のときでは、第１実施形態と同様に、制御部４２は、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、流量調整弁２２によって流量分配比を調整する。これにより、最大発熱条件以外の発熱条件のときでも、高い均温化効果を得ることができる。
Further, under heat generation conditions other than the maximum heat generation condition, a high temperature equalizing effect cannot be obtained only by the difference between the total area of the first wall surface 161a and the total area of the second wall surface 161b. Therefore, under heat generation conditions other than the maximum heat generation condition, the
また、本実施形態によれば、最大発熱条件時に、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が最も小さくなるように、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが異なる大きさに設定されている。このため、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが同じである第１実施形態と比較して、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差を小さくするために必要な流量調整弁２２による流量調整範囲を狭くすることができる。
Further, according to the present embodiment, the total area of the first wall surface 161a is such that the temperature difference between the battery cell 12a on the end side and the
また、電池加熱モード時では、第１実施形態と同様に、制御部４２は、端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、流量分配比を調整する。これにより、電池加熱モード時においても、高い均温化効果を得ることができる。
Further, in the battery heating mode, the
なお、本実施形態では、冷却液回路２０は、流量調整弁２２を有している。しかしながら、冷却液回路２０は、流量調整弁２２を有していなくてもよい。この場合であっても、第１壁面１６１ａの総面積と第２壁面１６１ｂの総面積とが同じ場合と比較して、冷却液による冷却後の複数の電池セル１２の温度を同じ温度に近づけることができる。
In this embodiment, the
（第５実施形態）
図２２に示すように、本実施形態の電池温調装置１は、電池パック１０と、冷却液回路２０とを備える。電池パック１０の構成は、第１実施形態と同じである。冷却液回路２０は、電動ポンプ２１と、分岐部７１と、流路切替弁７２と、第１流路７３と、第２流路７４と、流路接続部７５と、冷却部２３と、加熱部２４とを有する。
(Fifth Embodiment)
As shown in FIG. 22, the battery
分岐部７１は、電動ポンプ２１の吐出側に接続される。分岐部７１は、電動ポンプ２１の吐出側の流路を２つの流路に分岐させる。
The
流路切替弁７２は、第１流路７３と第２流路７４との接続状態を切り替える。流路切替弁７２は、第１流入流路７２１と、第２流入流路７２２と、第１流出流路７２３と、第２流出流路７２４とを有する。流路切替弁７２の第１流入流路７２１は、分岐部７１の一方の流出側に接続されている。
The flow
第１流路７３は、電動ポンプ２１から吐出された冷却液を複数の第１熱交換器１５ａに流入させる。第１流路７３は、複数の第１熱交換器１５ａから流出した冷却液を、流路接続部７５へ導く。具体的には、第１流路７３は、各第１熱交換器１５ａの流入部１７に一端側が接続された流入側第１流路７３１と、各第１熱交換器１５ａの流出部１８に一端側が接続された流出側第１流路７３２とを含む。流入側第１流路７３１の他端側は、流路切替弁７２の第１流出流路７２４に接続されている。流入側第１流路７３１は、第１流出流路７２４から流出した冷却液を略均等に分配して、各第１熱交換器１５ａに流入させる。流出側第１流路７３２の他端側は、流路接続部７５に接続されている。流出側第１流路７３２は、各第１熱交換器１５ａから流出した冷却液を合流させながら流路接続部７５に導く。
The
第２流路７４は、電動ポンプ２１から吐出された冷却液を複数の第２熱交換器１５ｂに流入させる。第２流路７４は、複数の第２熱交換器１５ｂから流出した冷却液が流れる。具体的には、第２流路７４は、各第２熱交換器１５ｂの流入部１７に一端側が接続された流入側第２流路７４１と、各第２熱交換器１５ｂの流出部１８に一端側が接続された流出側第２流路７４２とを含む。流入側第２流路７４１の他端側は、分岐部７１の他方の流出側に接続されている。流入側第２流路７４１は、冷却液を略均等に分配して、各第２熱交換器１５ｂに流入させる。流出側第２流路７４２の他端側は、流路切替弁７２の第２流入流路７２２に接続されている。流出側第２流路７４２は、各第２熱交換器１５ｂから流出した冷却液を合流させながら第２流入流路７２２に導く。
The
流路接続部７５の流入側は、流出側第１流路７３２の他端側と、流路切替弁７２の第１流出流路７２３とのそれぞれに接続されている。流路接続部７５の流出側は、冷却部２３に接続されている。
The inflow side of the flow
図２３に示すように、流路切替弁７２は、ハウジング７２５と、バルブ７２６とを有するロータリーバルブである。ハウジング７２５の内部に、バルブ７２６が収容される。ハウジング７２５は、円筒状である。ハウジング７２５には、第１流入流路７２１と、第２流入流路７２２と、第１流出流路７２３と、第２流出流路７２４とが形成されている。バルブ７２６は、円柱状である。バルブ７２６には、これらの２つの流入流路７２１、７２２と、これらの２つの流出流路７２３、７２４とを選択的に接続するための２つの接続流路７２７、７２８が形成されている。バルブ７２６が軸心を中心に回転することで、２つの流入流路７２１、７２２と、２つの流出流路７２３、７２４とが選択的に接続される。
As shown in FIG. 23, the flow
図２４に示すように、流路切替弁７２は、第１状態、第２状態および第３状態のいずれかの状態に切り替えられる。第１状態は、第１流入流路７２１と第２流出流路７２４とが導通され、第２流入流路７２２と第１流出流路７２３とが導通された状態である。第２状態は、第２流入流路７２２と第２流出流路７２４とが導通され、第１流出流路７２３および第１流出流路７２３が遮断された状態である。第３状態は、第１流入流路７２１と第２流出流路７２４とが導通され、第２流入流路７２２と第２流出流路７２４とが導通され、第１流出流路７２３が遮断された状態である。
As shown in FIG. 24, the flow
図２５に示すように、流路切替弁７２が第１状態のとき、冷却液回路２０は、第１流路７３と第２流路７４とが並列に接続された並列接続の状態となる。すなわち、複数の第１熱交換器１５ａと複数の第２熱交換器１５ｂとが並列に接続される。このとき、図２５中の矢印のように、電動ポンプ２１から吐出された冷却液は、分岐部７１で分岐され、第１流路７３と第２流路７４とのそれぞれを流れる。分岐部７１では、冷却液は略均等に分岐される。これにより、各第１熱交換器１５ａと各第２熱交換器１５ｂとに、温度調整された略同一流量の冷却液が流れる。その後、第１流路７３を流れる冷却液と、第２流路７４を流れる冷却液とは、流路接続部７５で合流する。流路接続部７５で合流した冷却液は、冷却部２３または加熱部２４によって温度調整された後、電動ポンプ２１に吸入される。
As shown in FIG. 25, when the flow
図２６に示すように、流路切替弁７２が第２状態のとき、冷却液回路２０は、第１流路７３と第２流路７４とが直列に接続された直列接続の状態となる。すなわち、第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとが直列に接続される。このとき、図２６中の矢印のように、電動ポンプ２１から吐出された冷却液は、分岐部７１、第２流路７４、流路切替弁７２、第１流路７３、流路接続部７５の順に流れる。これにより、温度調整された冷却液は、各第２熱交換器１５ｂに流入し、中央側の電池セル１２ｂと熱交換する。各第２熱交換器１５ｂで熱交換された後の冷却液が、各第１熱交換器１５ａに流入し、端側の電池セル１２ａと熱交換する。その後、第１流路７３から流出した冷却液は、冷却部２３または加熱部２４によって温度調整された後、電動ポンプ２１に吸入される。
As shown in FIG. 26, when the flow
図２７に示すように、流路切替弁７２が第３状態のとき、冷却液回路２０は、第１流路７３と第２流路７４とが、直列接続と並列接続との中間の中間接続された状態となる。このとき、図２７中の矢印のように、電動ポンプ２１から吐出された冷却液は、分岐部７１で一方と他方に分岐される。分岐部７１で分岐された一方の冷却液は、流路切替弁７２を介して、第１流路７３に流入する。分岐部７１で分岐された他方の冷却液は、第２流路７４を流れた後、流路切替弁７２に流入し、第１流路７３に向かう冷却液に合流する。第１流路７３から流出した冷却液は、冷却部２３または加熱部２４によって温度調整された後、電動ポンプ２１に吸入される。
As shown in FIG. 27, when the flow
図２８は、流路切替弁７２の各状態と、各熱交換器１５の流入側の冷却液温度との関係を示す図である。各状態において、左側の冷却液温度が第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液温度である。右側の冷却液温度が第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液温度である。
FIG. 28 is a diagram showing the relationship between each state of the flow
第１状態では、略同一流量の冷却液が、各第１熱交換器１５ａと各第２熱交換器１５ｂと流れる。このため、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液温度と、各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液温度とは、略同じである。 In the first state, substantially the same flow rate of coolant flows through each of the first heat exchangers 15a and each of the second heat exchangers 15b. Therefore, the temperature of the coolant on the inflow side of each first heat exchanger 15a and the temperature of the coolant on the inflow side of each second heat exchanger 15b are substantially the same.
第２状態では、第２流路７４から流出した冷却液の全部が、第１流路７３に流入する。このため、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液温度は、各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液温度よりも高くなる。各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液と各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液との温度差は、第２状態のときが最大である。
In the second state, all of the coolant flowing out of the
このように、流路切替弁７２は、各第１熱交換器１５ａと各第２熱交換器１５ｂとが並列に接続された冷却液回路２０の第１状態と、各第１熱交換器１５ａと各第２熱交換器１５ｂとが直列に接続された冷却液回路２０の第２状態とを切り替える切替弁である。流路切替弁７２によって、冷却液回路２０が第２状態になることで、各第２熱交換器１５ｂで熱交換して温度上昇した冷却液が、各第１熱交換器１５ａに流入する。これにより、各第１熱交換器１５ａに流入する冷却液と各第２熱交換器１５ｂに流入する冷却液とに温度差を形成することができる。よって、流路切替弁７２は、温度差形成部に相当する。
In this way, the flow
第３状態では、各第２熱交換器１５ｂで熱交換された冷却液が、第１流路７３に向かう冷却液に合流する。このため、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液温度は、各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液温度よりも高くなる。ただし、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液と各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液との温度差は、第２状態での温度差よりも小さい。
In the third state, the coolants heat-exchanged in each second heat exchanger 15b join the coolants heading for the
電池温調装置１は、第１実施形態と同様に、複数の温度センサ４１と、制御部４２とを備える。ただし、本実施形態では、制御部４２は、複数の温度センサ４１の検出結果に基づいて、流路切替弁７２の状態を切り替える。これにより、第１流路２５と第２流路２６とのそれぞれへ分配される冷却液の温度を制御する。
The battery
以下では、電池冷却モード時の制御処理について説明する。図２９に示すように、ステップＳ３１では、制御部４２は、第１セル温度Ｔｃ１を取得するとともに、第２セル温度Ｔｃ２を取得する。このステップＳ３１は、図６のステップＳ２４と同じである。
The control process in the battery cooling mode will be described below. As shown in FIG. 29, in step S31, the
続いて、ステップＳ３２では、第２セル温度Ｔｃ２と第１セル温度Ｔｃ１との温度差（すなわち、Ｔｃ２−Ｔｃ１）が、第１閾値ΔＴ０よりも大きいか否かを判定する。Ｔｃ２−Ｔｃ１が第１閾値ΔＴ０以下の場合、制御部４２は、ＮＯ判定し、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、制御部４２は、流路切替弁７２を第１状態とし、本フローを終了する。
Subsequently, in step S32, it is determined whether or not the temperature difference between the second cell temperature Tc2 and the first cell temperature Tc1 (that is, Tc2-Tc1) is larger than the first threshold value ΔT0. When Tc2-Tc1 is equal to or less than the first threshold value ΔT0, the
これにより、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差が小さい場合、第１流路７３と第２流路７４とは並列接続とされる。したがって、この場合、各第１熱交換器１５ａに流入する冷却液と、各第２熱交換器１５ｂに流入する冷却液とに、温度差は形成されない。または、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液と各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液との温度差は、最小となる。
As a result, when the temperature difference between the
一方、ステップＳ３２において、Ｔｃ２−Ｔｃ１が第１閾値ΔＴ０よりも大きい場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ３４に進む。
On the other hand, in step S32, when Tc2-Tc1 is larger than the first threshold value ΔT0, the
ステップＳ３４では、制御部４２は、さらに、Ｔｃ２−Ｔｃ１が第２閾値ΔＴ２よりも大きいか否かを判定する。第２閾値ΔＴ２は、第１閾値ΔＴ０よりも大きい値である。Ｔｃ２−Ｔｃ１が第２閾値ΔＴ２以下の場合、制御部４２は、ＮＯ判定し、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、制御部４２は、流路切替弁７２を第３状態とし、本フローを終了する。
In step S34, the
これにより、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差が第１閾値ΔＴ０よりも大きく、第２閾値ΔＴ２以下の場合、流路切替弁７２は、第１流路７３と第２流路７４とを中間接続とする。このため、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液温度は、各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液温度よりも高くなる。すなわち、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量が、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくなる。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
As a result, when the temperature difference between the
一方、ステップＳ３４において、Ｔｃ２−Ｔｃ１が第２閾値ΔＴ２よりも大きい場合、制御部４２は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、制御部４２は、流路切替弁７２を第２状態とし、本フローを終了する。
On the other hand, in step S34, when Tc2-Tc1 is larger than the second threshold value ΔT2, the
これにより、中央側の電池セル１２ｂと端側の電池セル１２ａとの温度差が第２閾値ΔＴ２よりも大きい場合、流路切替弁７２は、第１流路７３と第２流路７４とを直列接続とする。このため、各第１熱交換器１５ａの流入側の冷却液温度は、各第２熱交換器１５ｂの流入側の冷却液温度よりも高くなる。すなわち、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量が、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量よりも大きくなる。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。
As a result, when the temperature difference between the
このように、流路切替弁７２は、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、冷却液による冷却後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量と、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量とを調整している。よって、流路切替弁７２は、熱媒体回路が有する伝熱量調整部に相当する。
As described above, the flow
また、本実施形態では、温度差が第２閾値ΔＴ２よりも大きい場合、第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとが直列接続とされる。この場合、第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとが並列に接続される場合と比較して、第２熱交換器１５ｂに流れる冷却液の流量が多くなる。このため、本実施形態によれば、第１熱交換器１５ａと第２熱交換器１５ｂとが並列に接続される場合と比較して、中央側の電池セル１２ｂの温度を同じ目標温度にするために必要な電動ポンプ２１の吐出量を少なく設定することができる。よって、電動ポンプ２１の電力低減や、より小さい容量の電動ポンプ２１の採用によるコストの低減が可能となる。
Further, in the present embodiment, when the temperature difference is larger than the second threshold value ΔT2, the first heat exchanger 15a and the second heat exchanger 15b are connected in series. In this case, the flow rate of the coolant flowing through the second heat exchanger 15b is larger than that in the case where the first heat exchanger 15a and the second heat exchanger 15b are connected in parallel. Therefore, according to the present embodiment, the temperature of the
（第６実施形態）
図３０に示すように、本実施形態の電池温調装置１では、第５実施形態の電池温調装置１に対して、第１実施形態で説明した流量調整弁２２が追加されている。
(Sixth Embodiment)
As shown in FIG. 30, in the battery
流量調整弁２２は、第５実施形態で説明した分岐部７１に配置されている。流量調整弁２２の流入部２２１は、電動ポンプ２１の冷却液の吐出側に接続されている。流量調整弁２２の第１流出部２２２は、流路切替弁７２の第１流入流路７２１に接続されている。流量調整弁２２の第２流出部２２３は、流入側第２流路７４１の他端側に接続されている。
The flow
本実施形態では、第１実施形態と同様に、制御部４２は、電池冷却モード時および電池加熱モード時に、複数の温度センサ４１の検出結果に基づいて、流量調整弁２２によって第１流路２５と第２流路２６とのそれぞれへ分配される冷却液の流量を制御する。さらに、第５実施形態と同様に、制御部４２は、複数の温度センサ４１の検出結果に基づいて、流路切替弁７２によって第１流路２５と第２流路２６とのそれぞれへ分配される冷却液の温度を制御する。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the
これによれば、流量調整弁２２と流路切替弁７２との両方によって、冷却液による温度調整後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量と、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量とを調整することができる。よって、これによれば、流量調整弁２２と流路切替弁７２との一方のみを採用する場合と比較して、第１伝熱量と第２伝熱量とをより緻密に調整することができる。
According to this, both the flow
（第７実施形態）
図３１に示すように、本実施形態の電池温調装置１は、電池パック１０と、電池パックに冷凍サイクルの冷媒を流すための冷媒回路８０とを備える。本実施形態では、複数の電池セル１２と熱交換される熱媒体として、冷凍サイクルの冷媒が用いられる。
(7th Embodiment)
As shown in FIG. 31, the battery
電池パック１０の構成は、第１実施形態と同じである。ただし、本実施形態では、各熱交換器１５は、冷凍サイクル用の冷媒チューブである。熱交換流路１６は、冷凍サイクルの冷媒が流れる流路である。第１実施形態での各熱交換器１５の流入部１７、流出部１８は、本実施形態では、それぞれ、第１流出入部１７、第２流出入部１８である。
The configuration of the
冷媒回路８０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。冷媒回路８０は、冷凍サイクルの冷媒が循環する閉回路である。本実施形態では、冷媒回路８０が、温度調整された熱媒体を第１熱交換部および第２熱交換部に流す熱媒体回路に相当する。冷媒回路８０は、圧縮機８１と、四方弁８２と、熱交換器８３と、膨張弁８４と、流量調整弁８５と、第１流路８６と、第２流路８７と、流路接続部８８とを備える。
The
圧縮機８１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。四方弁８２は、圧縮機８１の冷媒吸入側の流路と、圧縮機８１の冷媒吐出側の流路と、熱交換器８３に連なる流路と、流路接続部８８に連なる流路とに接続されている。四方弁８２は、流路の接続を切り替えることで、冷媒回路８０を流れる冷媒の向きを変更する。熱交換器８３は、冷媒と空気等の他の熱媒体とを熱交換させる。膨張弁８４は、冷媒を減圧膨張させる。
The
流量調整弁８５は、第１流路８６と第２流路８７とのそれぞれに接続されている。流量調整弁８５は、第１流路８６を流れる冷媒の流量と、第２流路８７を流れる冷媒の流量とのそれぞれを調整する流量調整部である。
The flow
第１流路８６は、複数の第１熱交換器１５ａに流入される冷媒が流れるとともに、複数の第１熱交換器１５ａから流出した冷媒が流れる冷媒流路である。第２流路８７は、複数の第２熱交換器１５ｂに流入される冷媒が流れるとともに、複数の第２熱交換器１５ｂから流出した冷媒が流れる冷媒流路である。後述の通り、電池冷却モード時と電池加熱モード時のどちらにおいても、第１流路８６は、温度調整された冷媒の一部を第１熱交換器１５ａに流入させる。第２流路８７は、温度調整された冷媒の他の一部を第２熱交換器１５ｂに流入させる。
The
複数の第１熱交換器１５ａと複数の第２熱交換器１５ｂとが並列に接続されるように、第１流路８６と第２流路８７とは、流量調整弁８５および流路接続部８８に接続されている。具体的には、流量調整弁８５は、第１流出入部８５１と、第２流出入部８５２と、第３流出入部８５３とを有する。第１流出入部８５１は、膨張弁８４に接続されている。第１流路８６は、一方側第１流路８６１と、他方側第１流路８６２とを含む。一方側第１流路８６１は、第２流出入部８５２と各第１熱交換器１５ａの第１流出入部１７とを接続している。他方側第１流路８６２は、各第１熱交換器１５ａの第２流出入部１８と流路接続部８８とを接続している。第２流路８７は、一方側第２流路８７１と、他方側第２流路８７２とを含む。一方側第２流路８７１は、第３流出入部８５３と各第２熱交換器１５ｂの第１流出入部１７とを接続している。他方側第２流路８７２は、各第２熱交換器１５ｂの第２流出入部１８と流路接続部８８とを接続している。
The flow
図３１に示すように、電池冷却モード時では、四方弁８２は、圧縮機８１の吐出側の流路と熱交換器８３に連なる流路とが接続され、かつ、圧縮機８１の吸入側の流路と流路接続部８８に連なる流路とが接続された状態となる。これにより、圧縮機８１から吐出された冷媒は、熱交換器８３、膨張弁８４の順に流れる。
As shown in FIG. 31, in the battery cooling mode, the four-
その後、冷媒は、流量調整弁８５で分岐し、第１流路８６と、第２流路８７とのそれぞれを流れる。このとき、第１熱交換器１５ａおよび第２熱交換器１５ｂでは、膨張弁８４で減圧膨張された低温の冷媒と各電池セル１２とが熱交換する。これにより、冷媒が蒸発するとともに、各電池セル１２が冷却される。このように、電池冷却モード時では、第１熱交換器１５ａおよび第２熱交換器１５ｂは、冷媒蒸発器として機能する。
After that, the refrigerant branches at the flow
その後、冷媒は、第１流路８６と第２流路８７とのそれぞれから、流路接続部８８を介して、圧縮機８１に流入する。
After that, the refrigerant flows into the
図３２に示すように、電池加熱モード時では、四方弁８２は、圧縮機８１の吐出側の流路と流路接続部８８に連なる流路とが接続され、かつ、圧縮機８１の吸入側の流路と熱交換器８３に連なる流路とが接続された状態となる。これにより、圧縮機８１から吐出された冷媒は、流路接続部８８で分岐し、第１流路８６と第２流路８７とのそれぞれを流れる。
As shown in FIG. 32, in the battery heating mode, the four-
このとき、第１熱交換器１５ａおよび第２熱交換器１５ｂでは、圧縮機８１で圧縮された高温の冷媒と電池セル１２とが熱交換する。これにより、冷媒が放熱するとともに、電池セル１２が加熱される。このように、電池加熱モード時では、第１熱交換器１５ａおよび第２熱交換器１５ｂは、冷媒放熱器として機能する。
At this time, in the first heat exchanger 15a and the second heat exchanger 15b, the high-temperature refrigerant compressed by the
その後、冷媒は、第１流路８６と第２流路８７とのそれぞれから、流量調整弁８５に流入し、膨張弁８４、熱交換器８３、四方弁８２を介して、圧縮機８１に流入する。
After that, the refrigerant flows into the flow
制御部４２は、第１実施形態と同様に、図５、図６、図７に示される制御処理を行う。このとき、制御部４２は、決定された運転モードとなるように、四方弁８２の状態を切り替える。さらに、制御部４２は、第１実施形態の流量調整弁２２と同様に、流量調整弁８５の作動を制御し、第１流路８６と第２流路８７とのそれぞれを流れる冷却液の流量を調整する。
The
本実施形態によれば、流量調整弁８５は、所定の使用条件時に、非温調状態と比較して、冷媒による温度調整後の端側の電池セル１２ａと中央側の電池セル１２ｂとの温度差が小さくなるように、端側の電池セル１２ａと冷却液との間の第１伝熱量と、中央側の電池セル１２ｂと冷却液との間の第２伝熱量とを調整している。よって、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態では、流量調整弁８５が、熱媒体回路が有する伝熱量調整部に相当する。
According to the present embodiment, the
（他の実施形態）
（１）第１実施形態および第２実施形態では、冷却液回路２０は、第１流路２５と、第２流路２６とを有する。流量調整弁２２は、第１流路２５と第２流路２６とのそれぞれを流れる冷却液の流量を調整する。しかしながら、冷却液回路２０は、第１流路２５と、第２流路２６と、第３流路とを有していてもよい。第３流路は、第１、第２熱交換器とは別の第３熱交換器に冷却液を流入させる。流量調整弁２２は、第１流路２５と第２流路２６と第３流路とのそれぞれを流れる冷却液の流量を調整してもよい。
(Other embodiments)
(1) In the first embodiment and the second embodiment, the
（２）第１実施形態では、１つの電池モジュール１１が複数の熱交換器１５にまたがって配置されている。しかしながら、電池モジュール１１の長さ方向Ｄ１と、熱交換器１５の長さ方向とが平行な状態で、１つの電池モジュール１１に対して１つの熱交換器１５が設けられてもよい。この場合、第２実施形態と同様に、第１流路２５、第２流路２６とのそれぞれを流れる冷却液の流量が、流量調整弁２２によって調整される。これにより、第２実施形態と同様に、冷却液による温度調整後の端側モジュール１１ａの電池セル１２ｃと中央側モジュール１１ｂの電池セル１２ｄとの温度差を小さくすることができる。
(2) In the first embodiment, one
（３）第１実施形態等では、第１電池セルと熱媒体とを熱交換させる第１熱交換部と、第２電池セルと熱媒体とを熱交換させる第２熱交換部とが、それぞれ、別体の熱交換器である第１熱交換器１５ａと、第２熱交換器１５ｂとによって構成されている。しかしながら、第１熱交換部と第２熱交換部とが、１つの熱交換器によって構成されていてもよい。 (3) In the first embodiment or the like, the first heat exchange unit that exchanges heat between the first battery cell and the heat medium and the second heat exchange unit that exchanges heat between the second battery cell and the heat medium are respectively. It is composed of a first heat exchanger 15a, which is a separate heat exchanger, and a second heat exchanger 15b. However, the first heat exchange unit and the second heat exchange unit may be configured by one heat exchanger.
この場合、１つの熱交換器には、第１電池セルと熱交換する熱媒体が流れる第１熱交換流路と、第２電池セルと熱交換する熱媒体が流れる第２熱交換流路と、が形成されている。１つの熱交換器内では、第１熱交換流路と第２熱交換流路とは、独立した流路である。１つの熱交換器のうち第１熱交換流路が形成されている部分が、第１熱交換部に相当する。１つの熱交換器のうち第２熱交換流路が形成されている部分が、第２熱交換部に相当する。これによれば、第１熱交換部と第２熱交換部とが、別体の熱交換器で構成される場合と比較して、部品点数を削減することができる。第１熱交換流路を流れる熱媒体と第２熱交換流路を流れる熱媒体の間の伝熱を回避するという観点では、第１熱交換部と第２熱交換部とが、別体の熱交換器で構成されることが好ましい。 In this case, one heat exchanger includes a first heat exchange flow path through which a heat medium that exchanges heat with the first battery cell flows, and a second heat exchange flow path through which a heat medium that exchanges heat with the second battery cell flows. , Are formed. In one heat exchanger, the first heat exchange flow path and the second heat exchange flow path are independent flow paths. The portion of one heat exchanger in which the first heat exchange flow path is formed corresponds to the first heat exchange portion. The portion of one heat exchanger in which the second heat exchange flow path is formed corresponds to the second heat exchange portion. According to this, the number of parts can be reduced as compared with the case where the first heat exchange unit and the second heat exchange unit are composed of separate heat exchangers. From the viewpoint of avoiding heat transfer between the heat medium flowing through the first heat exchange flow path and the heat medium flowing through the second heat exchange flow path, the first heat exchange section and the second heat exchange section are separate bodies. It is preferably composed of a heat exchanger.
（４）第１実施形態および第７実施形態では、第１流路を流れる冷媒の流量と、第２流路を流れる冷媒の流量とのそれぞれを調整する流量調整部として、１つの流量調整弁２２、８５が用いられている。しかしながら、流量調整部として、第１流路に設けられた流量調整弁と、第２流路に設けられた流量調整弁との２つの流量調整弁が用いられてもよい。 (4) In the first embodiment and the seventh embodiment, one flow rate adjusting valve serves as a flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the refrigerant flowing through the first flow path and the flow rate of the refrigerant flowing through the second flow path. 22 and 85 are used. However, as the flow rate adjusting unit, two flow rate adjusting valves, a flow rate adjusting valve provided in the first flow path and a flow rate adjusting valve provided in the second flow path, may be used.
（５）第３実施形態では、端側の電池セル１２ａにおける第１伝熱促進材６２ａとの接触面である第１接触面Ｓ１の面積と、中央側の電池セル１２ｂにおける第２伝熱促進材６２ｂとの接触面である第２接触面Ｓ２の面積とが異なる。これにより、端側の電池セル１２ａの第１伝熱面積と、中央側の電池セル１２ｂの第２伝熱面積とが異なる大きさに調整されている。しかしながら、他の構成によって、端側の電池セル１２ａの第１伝熱面積と、中央側の電池セル１２ｂの第２伝熱面積とが異なる大きさに調整されていてもよい。
(5) In the third embodiment, the area of the first contact surface S1 which is the contact surface with the first heat transfer promoting material 62a in the battery cell 12a on the end side and the second heat transfer promotion in the
例えば、第１実施形態の電池パック１０において、端側の電池セル１２ａと第１熱交換器１５ａとの間に空間を形成するように、端側の電池セル１２ａの第１熱交換器１５ａ側に凹部が形成される。一方、中央側の電池セル１２ｂの第２熱交換器１５ｂ側に凹部は形成されない。この場合、中央側の電池セル１２ｂにおける第２熱交換器１５ｂとの接触面の面積は、端側の電池セル１２ａにおける第１熱交換器１５ａとの接触面の面積よりも大きい。電池セル１２における熱交換器１５との接触面が、電池セル１２と熱交換器１５との間の伝熱に主として寄与する電池セルの伝熱面である。このようにして、端側の電池セル１２ａの第１伝熱面積と、中央側の電池セル１２ｂの第２伝熱面積とが異なる大きさに調整されていてもよい。この例では、端側の電池セル１２ａに形成された凹部が、第１伝熱面積と第２伝熱面積とを異なる大きさに調整している伝熱面積調整部に相当する。
For example, in the
また、例えば、第１実施形態の電池パック１０において、隣り合う電池セル１２の間に伝熱プレートが挟まれていてもよい。伝熱プレートは、熱交換器１５と熱伝導可能に接続される。この場合、主として、伝熱プレートを介して、電池セル１２と熱交換器１５との間を熱が移動する。そこで、端側の電池セル１２ａと接する伝熱プレートの熱交換器１５からの高さと、中央側の電池セル１２ｂと接する伝熱プレートの熱交換器１５からの高さとが異なる。または、端側の電池セル１２ａと接する伝熱プレートの材質と、中央側の電池セル１２ｂと接する伝熱プレートの材質とが異なる。これらにより、端側の電池セル１２ａの第１伝熱面積と、中央側の電池セル１２ｂの第２伝熱面積とが異なる大きさに調整されていてもよい。これらの例では、伝熱プレートが、第１伝熱面積と第２伝熱面積とを異なる大きさに調整している伝熱面積調整部に相当する。
Further, for example, in the
（６）第５実施形態では、各第１熱交換器１５ａに流入する冷却液と各第２熱交換器１５ｂに流入する冷却液とに温度差を形成する温度差形成部として、流路切替弁７２が用いられている。しかしながら、温度差形成部として、他のものが用いられてもよい。例えば、電池温調装置は、複数の第１熱交換器１５ａに冷却液を流すための第１冷却液回路と、複数の第２熱交換器１５ｂに冷却液を流すための第２冷却液回路との２つの独立した冷却液回路を備えていてもよい。この場合、第１冷却液回路と第２冷却液回路とのそれぞれの冷却部および加熱部によって、各第１熱交換器１５ａに流入する冷却液と各第２熱交換器１５ｂに流入する冷却液とに温度差を形成することができる。よって、第１冷却液回路と第２冷却液回路とのそれぞれの冷却部および加熱部が、温度差形成部に相当する。
(6) In the fifth embodiment, the flow path is switched as a temperature difference forming unit that forms a temperature difference between the cooling liquid flowing into each first heat exchanger 15a and the cooling liquid flowing into each second heat exchanger 15b. A
（７）第７実施形態は、第１実施形態の冷却液回路２０を冷媒回路８０に変更したものである。第２、第３、第４実施形態のそれぞれにおいて、冷却液回路２０が冷媒回路８０に変更されてもよい。
(7) In the seventh embodiment, the
（８）上記の各実施形態では、各電池セル１２は、外装ケースが金属製の角形の電池セルである。しかしながら、各電池セル１２は、外装ケースが他の材質、他の形状である他の電池セルであってもよい。他の電池セルとしては、外装ケースが円筒形の電池セル、外装ケースが樹脂とアルミ箔のラミネートフィルムで構成されたラミネート型の電池セルが挙げられる。
(8) In each of the above embodiments, each
（９）上記の各実施形態では、電池温調装置１は、電動車両に搭載される。しかしながら、電池温調装置１は、電動車両以外の場所に設置されてもよい。すなわち、電池温調装置１は、走行用電電以外の用途の電池パックの温度を調整するものであってもよい。
(9) In each of the above embodiments, the battery
（１０）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。例えば、第２実施形態に、第３実施形態と第４実施形態の少なくとも一方を組み合わせてもよい。 (10) The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims, and includes various modifications and modifications within an equal range. Further, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. For example, the second embodiment may be combined with at least one of the third embodiment and the fourth embodiment.
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。 Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle. No. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical values, amounts, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and in principle, the number is clearly limited to a specific number. It is not limited to the specific number except when it is done. Further, in each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., except when specifically specified or when the material, shape, positional relationship, etc. are limited in principle. , The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.
（１１）本開示に記載の制御部及びその手法は、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。 (11) The control unit and its method described in the present disclosure are dedicated computers provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be realized by. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
（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、電池の温度を調整する電池温調装置は、電池パックと、熱媒体回路とを備える。電池パックは、電池を構成する第１電池セル、電池を構成するとともに第１電池セルと電気的に接続された第２電池セル、第１電池セルと熱媒体とを熱交換させる第１熱交換部、および、第２電池セルと熱媒体とを熱交換させる第２熱交換部を有する。熱媒体回路は、温度調整された熱媒体を第１熱交換部および第２熱交換部に流す。熱媒体は、液体または冷凍サイクルの冷媒である。第１電池セルと第２電池セルとのそれぞれの温度が熱媒体によって調整されていない非温調状態では、第１電池セルおよび第２電池セルの所定の使用条件時に、第１電池セルおよび第２電池セルの充放電による発熱にともなって、第１電池セルと第２電池セルとに温度差が生じる。電池パックまたは熱媒体回路は、所定の使用条件時に、非温調状態のときと比較して、熱媒体による温度調整後の第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１電池セルと熱媒体との間の第１伝熱量と、第２電池セルと熱媒体との間の第２伝熱量とを調整している伝熱量調整部を有する。
(Summary)
According to the first aspect shown in part or all of the above embodiments, the battery temperature control device for adjusting the temperature of the battery includes a battery pack and a heat medium circuit. The battery pack is a first battery cell that constitutes a battery, a second battery cell that constitutes a battery and is electrically connected to the first battery cell, and a first heat exchange that exchanges heat between the first battery cell and a heat medium. It has a unit and a second heat exchange unit that exchanges heat between the second battery cell and the heat medium. In the heat medium circuit, the temperature-controlled heat medium is passed through the first heat exchange section and the second heat exchange section. The heat medium is a liquid or refrigerating cycle refrigerant. In the non-temperature control state in which the temperatures of the first battery cell and the second battery cell are not adjusted by the heat medium, the first battery cell and the first battery cell and the first battery cell are under predetermined usage conditions of the first battery cell and the second battery cell. 2 A temperature difference occurs between the first battery cell and the second battery cell due to heat generated by charging and discharging the battery cell. In the battery pack or the heat medium circuit, the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell after temperature adjustment by the heat medium is smaller than that in the non-temperature control state under predetermined usage conditions. It has a heat transfer amount adjusting unit that adjusts a first heat transfer amount between the first battery cell and the heat medium and a second heat transfer amount between the second battery cell and the heat medium.
また、第２の観点によれば、熱媒体回路は、温度調整された熱媒体の一部を第１熱交換部に流入させる第１流路と、温度調整された熱媒体の他の一部を第２熱交換部に流入させる第２流路と、所定の使用条件時に、第１流路を流れる熱媒体の流量と第２流路を流れる熱媒体の流量とのそれぞれを調整している流量調整部と、を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、この流量調整部である。これによれば、所定の使用条件時に、流量調整部によって、第１熱交換部に流入する熱媒体の流量と、第２熱交換部に流入する熱媒体の流量とのそれぞれを調整する。これにより、所定の使用条件時の第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とを調整することができる。 Further, according to the second aspect, the heat medium circuit includes a first flow path for allowing a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and another part of the temperature-controlled heat medium. The flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the flow rate of the heat medium flowing through the second flow path are adjusted respectively in the second flow path for flowing the heat into the second heat exchange section and under predetermined usage conditions. It has a flow rate adjusting unit. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is this flow rate adjusting unit. According to this, the flow rate adjusting unit adjusts the flow rate of the heat medium flowing into the first heat exchange section and the flow rate of the heat medium flowing into the second heat exchange section under predetermined operating conditions. Thereby, the first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell under a predetermined usage condition becomes small.
また、第３の観点によれば、流量調整部は、第１流路と第２流路とのそれぞれに接続された１つの流量調整弁によって構成される。このように、第２の観点の流量調整部として、１つの流量調整弁を採用することができる。１つの流量調整弁によって、第１流量と第２流量とのそれぞれを調整することが好ましい。 Further, according to the third viewpoint, the flow rate adjusting unit is composed of one flow rate adjusting valve connected to each of the first flow path and the second flow path. As described above, one flow rate adjusting valve can be adopted as the flow rate adjusting unit of the second viewpoint. It is preferable to adjust each of the first flow rate and the second flow rate with one flow rate adjusting valve.
また、第４の観点によれば、流量調整弁は、第１流路に連通する第１連通部と、第２流路に連通する第２連通部とを有する。所定の使用条件時では、第１連通部を通過する熱媒体の第１流量と第２連通部を通過する熱媒体の第２流量との合計が、熱媒体回路の熱媒体の総流量である。第１流量と第２流量とのうち少ない方の流量の割合が、熱媒体回路の熱媒体の総流量に対して５％以下かつ１％以上となる。このように、流量調整弁は、第１流量と第２流量とのそれぞれを調整する。流量調整弁の流量調整精度は、総流量の±０．２％以内である。 Further, according to the fourth aspect, the flow rate adjusting valve has a first communication portion communicating with the first flow path and a second communication portion communicating with the second flow path. Under predetermined usage conditions, the sum of the first flow rate of the heat medium passing through the first communication section and the second flow rate of the heat medium passing through the second communication section is the total flow rate of the heat medium of the heat medium circuit. .. The ratio of the smaller flow rate of the first flow rate and the second flow rate is 5% or less and 1% or more with respect to the total flow rate of the heat medium of the heat medium circuit. In this way, the flow rate adjusting valve adjusts each of the first flow rate and the second flow rate. The flow rate adjustment accuracy of the flow rate control valve is within ± 0.2% of the total flow rate.
本発明者の検討結果によると、少ない方の流量が総流量の５％以下かつ１％以上となるように、第１流量と第２流量との分配比を調整することで、温度調整後の第１電池セルの温度と第２電池セルの温度とを同じ温度に近づけることができる。このとき、流量調整精度が±０．２％以内である流量調整弁を用いることで、総流量の５％以下かつ１％以上の微少流量での調整を実現することができる。 According to the examination result of the present inventor, the temperature is adjusted by adjusting the distribution ratio between the first flow rate and the second flow rate so that the smaller flow rate is 5% or less and 1% or more of the total flow rate. The temperature of the first battery cell and the temperature of the second battery cell can be brought close to the same temperature. At this time, by using a flow rate adjusting valve having a flow rate adjusting accuracy of ± 0.2% or less, it is possible to realize adjustment at a minute flow rate of 5% or less and 1% or more of the total flow rate.
また、第５の観点によれば、電池パックは、第１電池セルと第１熱交換部との間の伝熱に主として寄与する第１電池セルの表面の面積である第１伝熱面積と、第２電池セルと第２熱交換部との間の伝熱に主として寄与する第２電池セルの表面の面積である第２伝熱面積とを異なる大きさに調整している伝熱面積調整部を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、伝熱面積調整部である。これによれば、伝熱面積調整部によって、第１伝熱面積と第２伝熱面積とを異なる大きさに調整することで、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とを調整することができる。 Further, according to the fifth viewpoint, the battery pack has a first heat transfer area, which is an area of the surface of the first battery cell that mainly contributes to heat transfer between the first battery cell and the first heat exchange unit. , Heat transfer area adjustment that adjusts the second heat transfer area, which is the surface area of the second battery cell that mainly contributes to heat transfer between the second battery cell and the second heat exchange unit, to a different size. Has a part. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is a heat transfer area adjusting unit. According to this, the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes smaller by adjusting the first heat transfer area and the second heat transfer area to different sizes by the heat transfer area adjusting unit. As described above, the first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted.
また、第６の観点によれば、熱媒体回路は、温度調整された熱媒体の一部を第１熱交換部に流入させる第１流路と、温度調整された熱媒体の他の一部を第２熱交換部に流入させる第２流路と、所定の使用条件時に、第１流路を流れる熱媒体の第１流量と第２流路を流れる熱媒体の第２流量とのそれぞれを調整している流量調整部と、を有する。電池パックは、第１電池セルと第１熱交換部との間の伝熱に主として寄与する第１電池セルの表面の面積である第１伝熱面積と、第２電池セルと第２熱交換部との間の伝熱に主として寄与する第２電池セルの表面の面積である第２伝熱面積とを異なる大きさに調整している伝熱面積調整部を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、流量調整部および伝熱面積調整部である。 Further, according to the sixth aspect, the heat medium circuit includes a first flow path for allowing a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and another part of the temperature-controlled heat medium. The second flow path, which allows the heat to flow into the second heat exchange section, and the first flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the second flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under predetermined usage conditions, respectively. It has a flow rate adjusting unit for adjusting. The battery pack has a first heat transfer area, which is the surface area of the first battery cell that mainly contributes to heat transfer between the first battery cell and the first heat exchange unit, and a second heat exchange with the second battery cell. It has a heat transfer area adjusting portion that adjusts the second heat transfer area, which is the surface area of the second battery cell that mainly contributes to heat transfer between the portions, to a different size. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is a flow rate adjusting unit and a heat transfer area adjusting unit.
これによれば、予め、伝熱面積調整部によって、所定の使用条件時に、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱面積と第２伝熱面積とを調整することができる。さらに、これによれば、使用条件が変わった場合においても、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、流量調整部によって、第１熱交換部に流入する熱媒体の流量と、第２熱交換部に流入する熱媒体の流量とのそれぞれを調整することができる。 According to this, the first heat transfer area and the second heat transfer area are previously adjusted by the heat transfer area adjusting unit so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes smaller under predetermined usage conditions. And can be adjusted. Further, according to this, the heat medium flowing into the first heat exchange unit by the flow rate adjusting unit so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes smaller even when the usage conditions change. And the flow rate of the heat medium flowing into the second heat exchange section can be adjusted respectively.
また、これによれば、例えば、伝熱面積調整部によって、温度差が最大となる使用条件時において、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱面積と第２伝熱面積とを調整しておくことができる。これにより、流量調整部と伝熱面積調整部とのうち流量調整部のみを採用する場合と比較して、第１電池セルと第２電池セルとの温度差を小さくするために必要な流量調整部による流量調整範囲を狭くすることができる。 Further, according to this, for example, the first heat transfer area adjustment unit reduces the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell under the operating conditions where the temperature difference is maximized. The area and the second heat transfer area can be adjusted. As a result, the flow rate adjustment required to reduce the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell is compared with the case where only the flow rate adjustment unit is adopted among the flow rate adjustment unit and the heat transfer area adjustment unit. The flow rate adjustment range by the unit can be narrowed.
また、第７の観点によれば、電池パックは、第１熱交換部における熱媒体との第１接触面積と、第２熱交換部における熱媒体との第２接触面積とを異なる大きさに調整している接触面積調整部を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、接触面積調整部である。これによれば、接触面積調整部によって、第１接触面積と第２接触面積とを異なる大きさに調整することで、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とを調整することができる。 Further, according to the seventh viewpoint, the battery pack has a different size between the first contact area with the heat medium in the first heat exchange section and the second contact area with the heat medium in the second heat exchange section. It has a contact area adjusting unit that is being adjusted. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is a contact area adjusting unit. According to this, the contact area adjusting unit adjusts the first contact area and the second contact area to different sizes so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes smaller. The first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted.
また、第８の観点によれば、熱媒体回路は、温度調整された熱媒体の一部を第１熱交換部に流入させる第１流路と、温度調整された熱媒体の他の一部を第２熱交換部に流入させる第２流路と、前所定の使用条件時に、記第１流路を流れる熱媒体の第１流量と第２流路を流れる熱媒体の第２流量とのそれぞれを調整している流量調整部と、を有する。電池パックは、第１熱交換部における熱媒体との第１接触面積と、第２熱交換部における熱媒体との第２接触面積とを異なる大きさに調整している接触面積調整部を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、流量調整部および接触面積調整部である。 Further, according to the eighth viewpoint, the heat medium circuit includes a first flow path for allowing a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and another part of the temperature-controlled heat medium. A second flow path for flowing the heat into the second heat exchange section, and a first flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and a second flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under the predetermined conditions of use. It has a flow rate adjusting unit that adjusts each of them. The battery pack has a contact area adjusting unit that adjusts the first contact area with the heat medium in the first heat exchange unit and the second contact area with the heat medium in the second heat exchange unit to different sizes. .. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is a flow rate adjusting unit and a contact area adjusting unit.
これによれば、予め、接触面積調整部によって、所定の使用条件時に、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１接触面積と第２接触面積とを調整することができる。さらに、これによれば、使用条件が変わった場合においても、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、流量調整部によって、第１熱交換部に流入する熱媒体の流量と、第２熱交換部に流入する熱媒体の流量とのそれぞれを調整することができる。 According to this, the contact area adjusting unit adjusts the first contact area and the second contact area in advance so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes small under predetermined usage conditions. can do. Further, according to this, the heat medium flowing into the first heat exchange unit by the flow rate adjusting unit so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes smaller even when the usage conditions change. And the flow rate of the heat medium flowing into the second heat exchange section can be adjusted respectively.
また、これによれば、例えば、接触面積調整部によって、温度差が最大となる使用条件時において、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１接触面積と第２接触面積とを調整しておくことができる。これにより、流量調整部と接触面積調整部とのうち流量調整部のみを採用する場合と比較して、第１電池セルと第２電池セルとの温度差を小さくするための流量調整部による流量調整範囲を狭くすることができる。 Further, according to this, for example, the contact area adjusting unit sets the first contact area so that the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell becomes smaller under the operating conditions where the temperature difference is maximized. The second contact area can be adjusted. As a result, the flow rate by the flow rate adjusting unit for reducing the temperature difference between the first battery cell and the second battery cell is compared with the case where only the flow rate adjusting unit is adopted among the flow rate adjusting unit and the contact area adjusting unit. The adjustment range can be narrowed.
また、第９の観点によれば、熱媒体回路は、所定の使用条件時に、第１熱交換部に流入する熱媒体と第２熱交換部に流入する熱媒体とに温度差を形成している温度差形成部を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、温度差形成部である。これによれば、温度差形成部によって、第１熱交換部に流入する熱媒体と、第２熱交換部に流入する熱媒体とに温度差を形成することで、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とを調整することができる。 Further, according to the ninth aspect, the heat medium circuit forms a temperature difference between the heat medium flowing into the first heat exchange section and the heat medium flowing into the second heat exchange section under predetermined usage conditions. It has a temperature difference forming part. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is a temperature difference forming unit. According to this, the temperature difference forming section forms a temperature difference between the heat medium flowing into the first heat exchange section and the heat medium flowing into the second heat exchange section, thereby forming a temperature difference between the first battery cell and the second. The first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted so that the temperature difference from the battery cell becomes small.
また、第１０の観点によれば、温度差形成部は、第１熱交換部と第２熱交換部とが並列に接続された熱媒体回路の第１状態と、第１熱交換部と第２熱交換部とが直列に接続された熱媒体回路の第２状態とを切り替える切替弁である。このように、第９の観点の温度差形成部として、切替弁を採用することができる。これによれば、所定の使用条件時に、切替弁によって熱媒体回路が第２状態となることで、第１熱交換部と第２熱交換部との一方の熱交換部で熱交換して温度上昇した熱媒体が、第１熱交換部と第２熱交換部との他方の熱交換部に流入する。これにより、所定の使用条件時に、第１熱交換部に流入する熱媒体と第２熱交換部に流入する熱媒体とに温度差を形成することができる。 Further, according to the tenth viewpoint, the temperature difference forming unit includes the first state of the heat medium circuit in which the first heat exchange unit and the second heat exchange unit are connected in parallel, and the first heat exchange unit and the first heat exchange unit. It is a switching valve that switches between the second state of the heat medium circuit in which the two heat exchange units are connected in series. As described above, the switching valve can be adopted as the temperature difference forming portion of the ninth viewpoint. According to this, the heat medium circuit is brought into the second state by the switching valve under predetermined operating conditions, so that heat is exchanged in one of the heat exchange units of the first heat exchange unit and the second heat exchange unit, and the temperature is increased. The raised heat medium flows into the other heat exchange section of the first heat exchange section and the second heat exchange section. As a result, a temperature difference can be formed between the heat medium flowing into the first heat exchange section and the heat medium flowing into the second heat exchange section under predetermined usage conditions.
また、第１１の観点によれば、熱媒体回路は、温度調整された熱媒体の一部を第１熱交換部に流入させる第１流路と、温度調整された熱媒体の他の一部を第２熱交換部に流入させる第２流路と、所定の使用条件時に、第１流路を流れる熱媒体の第１流量と第２流路を流れる熱媒体の第２流量とのそれぞれを調整している流量調整部と、所定の使用条件時に、第１熱交換部に流入する熱媒体と第２熱交換部に流入する熱媒体とに温度差を形成している温度差形成部と、を有する。第１の観点の伝熱量調整部は、流量調整部および温度差形成部である。 Further, according to the eleventh viewpoint, the heat medium circuit includes a first flow path for allowing a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and another part of the temperature-controlled heat medium. The second flow path, which allows the heat to flow into the second heat exchange section, and the first flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the second flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under predetermined usage conditions, respectively. The adjusting flow rate adjusting unit and the temperature difference forming unit forming a temperature difference between the heat medium flowing into the first heat exchange unit and the heat medium flowing into the second heat exchange unit under predetermined usage conditions. Have. The heat transfer amount adjusting unit of the first aspect is a flow rate adjusting unit and a temperature difference forming unit.
これによれば、流量調整部によって、第１熱交換部に流入する熱媒体の流量と、第２熱交換部に流入する熱媒体の流量とのそれぞれを調整することで、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とを調整することができる。さらに、温度差形成部によって、第１熱交換部に流入する熱媒体と、第２熱交換部に流入する熱媒体とに温度差を形成することで、第１電池セルと第２電池セルとの温度差が小さくなるように、第１伝熱量と第２伝熱量とを調整することができる。これによれば、伝熱量調整部として流量調整部と温度差形成部との一方のみを採用する場合と比較して、第１伝熱量と第２伝熱量とをより緻密に調整することができる。 According to this, the flow rate adjusting unit adjusts the flow rate of the heat medium flowing into the first heat exchange section and the flow rate of the heat medium flowing into the second heat exchange section, respectively, to obtain the first battery cell. The first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted so that the temperature difference from the second battery cell becomes smaller. Further, by forming a temperature difference between the heat medium flowing into the first heat exchange section and the heat medium flowing into the second heat exchange section by the temperature difference forming section, the first battery cell and the second battery cell can be generated. The first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted so that the temperature difference between the two is small. According to this, the first heat transfer amount and the second heat transfer amount can be adjusted more precisely as compared with the case where only one of the flow rate adjusting unit and the temperature difference forming unit is adopted as the heat transfer amount adjusting unit. ..
１０ 電池パック
１２ａ 端側の電池セル
１２ｂ 中央側の電池セル
１５ａ 第１熱交換器
１５ｂ 第２熱交換器
２０ 冷却液回路
２２ 流量調整弁
10 Battery pack 12a Battery cell on the
Claims (11)
前記電池を構成する第１電池セル（１２ａ、１２ｃ）、前記電池を構成するとともに前記第１電池セルと電気的に接続された第２電池セル（１２ｂ、１２ｄ）、前記第１電池セルと熱媒体とを熱交換させる第１熱交換部（１５ａ、５０ａ）、および、前記第２電池セルと前記熱媒体とを熱交換させる第２熱交換部（１５ｂ、５０ｂ）を有する、電池パック（１０）と、
温度調整された前記熱媒体を前記第１熱交換部および前記第２熱交換部に流す熱媒体回路（２０、８０）と、を備え、
前記熱媒体は、液体または冷凍サイクルの冷媒であり、
前記第１電池セルと前記第２電池セルとのそれぞれの温度が前記熱媒体によって調整されていない非温調状態では、前記第１電池セルおよび前記第２電池セルの所定の使用条件時に、前記第１電池セルおよび前記第２電池セルの充放電による発熱にともなって、前記第１電池セルと前記第２電池セルとに温度差が生じ、
前記電池パックまたは前記熱媒体回路は、前記所定の使用条件時に、前記非温調状態のときと比較して、前記熱媒体による温度調整後の前記第１電池セルと前記第２電池セルとの温度差が小さくなるように、前記第１電池セルと前記熱媒体との間の第１伝熱量と、前記第２電池セルと前記熱媒体との間の第２伝熱量とを調整している伝熱量調整部（２２、８５、６２ａ、６２ｂ、１６１ａ、１６１ｂ、７２）を有する、電池温調装置。 It is a battery temperature control device that adjusts the temperature of the battery.
The first battery cells (12a, 12c) constituting the battery, the second battery cells (12b, 12d) constituting the battery and electrically connected to the first battery cell, and the first battery cell and heat. A battery pack (10) having a first heat exchange section (15a, 50a) for heat exchange with a medium and a second heat exchange section (15b, 50b) for heat exchange between the second battery cell and the heat medium. )When,
A heat medium circuit (20, 80) for flowing the temperature-controlled heat medium through the first heat exchange section and the second heat exchange section is provided.
The heat medium is a liquid or refrigerating cycle refrigerant.
In a non-temperature control state in which the temperatures of the first battery cell and the second battery cell are not adjusted by the heat medium, the first battery cell and the second battery cell can be used under predetermined usage conditions. A temperature difference occurs between the first battery cell and the second battery cell due to heat generated by charging and discharging the first battery cell and the second battery cell.
The battery pack or the heat medium circuit has the first battery cell and the second battery cell after temperature adjustment by the heat medium under the predetermined usage conditions as compared with the case of the non-temperature control state. The first heat transfer amount between the first battery cell and the heat medium and the second heat transfer amount between the second battery cell and the heat medium are adjusted so that the temperature difference becomes small. A battery temperature control device having a heat transfer amount adjusting unit (22, 85, 62a, 62b, 161a, 161b, 72).
温度調整された前記熱媒体の一部を前記第１熱交換部に流入させる第１流路（２５、８６）と、
温度調整された前記熱媒体の他の一部を前記第２熱交換部に流入させる第２流路（２６、８７）と、
前記所定の使用条件時に、前記第１流路を流れる前記熱媒体の流量と前記第２流路を流れる前記熱媒体の流量とのそれぞれを調整している流量調整部（２２、８５）と、を有し、
前記伝熱量調整部は、前記流量調整部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The heat medium circuit is
First flow paths (25, 86) that allow a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and
Second flow paths (26, 87) for allowing the other part of the temperature-controlled heat medium to flow into the second heat exchange section, and
The flow rate adjusting units (22, 85) that adjust the flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under the predetermined usage conditions, respectively. Have,
The battery temperature control device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the flow rate adjusting unit.
前記所定の使用条件時では、前記第１連通部を通過する前記熱媒体の第１流量と前記第２連通部を通過する前記熱媒体の第２流量との合計が、前記熱媒体回路の前記熱媒体の総流量であり、前記第１流量と前記第２流量とのうち少ない方の流量の割合が、前記熱媒体回路の前記熱媒体の総流量に対して５％以下かつ１％以上となるように、前記流量調整弁は、前記第１流量と前記第２流量とのそれぞれを調整し、
前記流量調整弁の流量調整精度は、前記総流量の±０．２％以内である、請求項３に記載の電池温調装置。 The flow rate adjusting valve has a first communication portion (222) communicating with the first flow path and a second communication portion (223) communicating with the second flow path.
Under the predetermined usage conditions, the total of the first flow rate of the heat medium passing through the first communication portion and the second flow rate of the heat medium passing through the second communication portion is the sum of the heat medium circuit. The total flow rate of the heat medium, and the ratio of the smaller flow rate of the first flow rate and the second flow rate is 5% or less and 1% or more with respect to the total flow rate of the heat medium in the heat medium circuit. The flow rate adjusting valve adjusts each of the first flow rate and the second flow rate so as to be.
The battery temperature control device according to claim 3, wherein the flow rate adjustment accuracy of the flow rate adjusting valve is within ± 0.2% of the total flow rate.
前記伝熱量調整部は、前記伝熱面積調整部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The battery pack includes a first heat transfer area, which is an area of the surface (S1) of the first battery cell, which mainly contributes to heat transfer between the first battery cell and the first heat exchange unit, and the first heat transfer area. The second heat transfer area, which is the area of the surface (S2) of the second battery cell that mainly contributes to the heat transfer between the two battery cells and the second heat exchange unit, is adjusted to a different size. It has heat area adjustment units (62a, 62b) and has
The battery temperature control device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the heat transfer area adjusting unit.
温度調整された前記熱媒体の一部を前記第１熱交換部に流入させる第１流路（２５、８６）と、
温度調整された前記熱媒体の他の一部を前記第２熱交換部に流入させる第２流路（２６、８７）と、
前記所定の使用条件時に、前記第１流路を流れる前記熱媒体の第１流量と前記第２流路を流れる前記熱媒体の第２流量とのそれぞれを調整している流量調整部（２２、８５）と、を有し、
前記電池パックは、前記第１電池セルと前記第１熱交換部との間の伝熱に主として寄与する前記第１電池セルの表面（Ｓ１）の面積である第１伝熱面積と、前記第２電池セルと前記第２熱交換部との間の伝熱に主として寄与する前記第２電池セルの表面（Ｓ２）の面積である第２伝熱面積とを異なる大きさに調整している伝熱面積調整部（６２ａ、６２ｂ）を有し、
前記伝熱量調整部は、前記流量調整部および前記伝熱面積調整部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The heat medium circuit is
First flow paths (25, 86) that allow a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and
Second flow paths (26, 87) for allowing the other part of the temperature-controlled heat medium to flow into the second heat exchange section, and
A flow rate adjusting unit (22,) that adjusts each of the first flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the second flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under the predetermined usage conditions. 85) and
The battery pack includes a first heat transfer area, which is an area of the surface (S1) of the first battery cell, which mainly contributes to heat transfer between the first battery cell and the first heat exchange unit, and the first heat transfer area. The second heat transfer area, which is the area of the surface (S2) of the second battery cell that mainly contributes to the heat transfer between the two battery cells and the second heat exchange unit, is adjusted to a different size. It has heat area adjustment units (62a, 62b) and has
The battery temperature control device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the flow rate adjusting unit and the heat transfer area adjusting unit.
前記伝熱量調整部は、前記接触面積調整部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The battery pack has a contact in which the first contact area with the heat medium in the first heat exchange section and the second contact area with the heat medium in the second heat exchange section are adjusted to different sizes. It has an area adjustment unit (161a, 161b) and has an area adjustment unit (161a, 161b).
The battery temperature control device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the contact area adjusting unit.
温度調整された前記熱媒体の一部を前記第１熱交換部に流入させる第１流路（２５、８６）と、
温度調整された前記熱媒体の他の一部を前記第２熱交換部に流入させる第２流路（２６、８７）と、
前所定の使用条件時に、記第１流路を流れる前記熱媒体の第１流量と前記第２流路を流れる前記熱媒体の第２流量とのそれぞれを調整している流量調整部（２２、８５）と、を有し、
前記電池パックは、前記第１熱交換部における前記熱媒体との第１接触面積と、前記第２熱交換部における前記熱媒体との第２接触面積とを異なる大きさに調整している接触面積調整部（１６１ａ、１６１ｂ）を有し、
前記伝熱量調整部は、前記流量調整部および前記接触面積調整部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The heat medium circuit is
First flow paths (25, 86) that allow a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and
Second flow paths (26, 87) for allowing the other part of the temperature-controlled heat medium to flow into the second heat exchange section, and
A flow rate adjusting unit (22,) that adjusts each of the first flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the second flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under the predetermined usage conditions. 85) and
The battery pack has a contact in which the first contact area with the heat medium in the first heat exchange section and the second contact area with the heat medium in the second heat exchange section are adjusted to different sizes. It has an area adjustment unit (161a, 161b) and has an area adjustment unit (161a, 161b).
The battery temperature adjusting device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the flow rate adjusting unit and the contact area adjusting unit.
前記伝熱量調整部は、前記温度差形成部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The heat medium circuit forms a temperature difference between the heat medium flowing into the first heat exchange section and the heat medium flowing into the second heat exchange section under the predetermined usage conditions. Has a part (72)
The battery temperature control device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the temperature difference forming unit.
温度調整された前記熱媒体の一部を前記第１熱交換部に流入させる第１流路（２５、８６）と、
温度調整された前記熱媒体の他の一部を前記第２熱交換部に流入させる第２流路（２６、８７）と、
前記所定の使用条件時に、前記第１流路を流れる前記熱媒体の第１流量と前記第２流路を流れる前記熱媒体の第２流量とのそれぞれを調整している流量調整部（２２、８５）と、
前記所定の使用条件時に、前記第１熱交換部に流入する前記熱媒体と前記第２熱交換部に流入する前記熱媒体とに温度差を形成している温度差形成部（７２）と、を有し、
前記伝熱量調整部は、前記流量調整部および前記温度差形成部である、請求項１に記載の電池温調装置。 The heat medium circuit is
First flow paths (25, 86) that allow a part of the temperature-controlled heat medium to flow into the first heat exchange section, and
Second flow paths (26, 87) for allowing the other part of the temperature-controlled heat medium to flow into the second heat exchange section, and
A flow rate adjusting unit (22,) that adjusts each of the first flow rate of the heat medium flowing through the first flow path and the second flow rate of the heat medium flowing through the second flow path under the predetermined usage conditions. 85) and
A temperature difference forming unit (72) forming a temperature difference between the heat medium flowing into the first heat exchange unit and the heat medium flowing into the second heat exchange unit under the predetermined usage conditions. Have,
The battery temperature adjusting device according to claim 1, wherein the heat transfer amount adjusting unit is the flow rate adjusting unit and the temperature difference forming unit.
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