JP2023017373A - battery cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍サイクルを備えた電池冷却システムに関する。 The present invention relates to a battery cooling system with a refrigeration cycle.
冷凍サイクルを用いて電池を冷却し、電池の温度を予め定められた設定温度に調節する電池冷却システムとして、例えば特許文献1が知られている。冷凍サイクルは、圧縮機と、凝縮器と、絞りと、熱交換器と、を有している。圧縮機は、冷媒を圧縮して冷媒を吐出する。凝縮器は、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する。絞りは、凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する。熱交換器には、絞りによって減圧された冷媒が内部を流れる。そして、熱交換器は、内部を流れる冷媒と電池との熱交換を行う。
2. Description of the Related Art For example,
また、冷凍サイクルにおいて、複数の電池の温度を調節する場合には、例えば、複数の電池それぞれに対応して熱交換器が複数配置される。この場合、冷凍サイクルは、複数の熱交換器それぞれに凝縮器により凝縮された冷媒を供給する供給配管を有している。供給配管は、凝縮器に接続される主流配管と、複数の分岐配管と、を有している。主流配管には、凝縮器により凝縮された冷媒が流れる。複数の分岐配管は、主流配管と各熱交換器とを接続し、主流配管からの冷媒を分配して各熱交換器に供給する。複数の分岐配管は、主流配管に対して冷媒の流れ方向に並列接続されている場合がある。各分岐配管には、絞りがそれぞれ設けられている。 Further, in the refrigeration cycle, when the temperatures of a plurality of batteries are adjusted, for example, a plurality of heat exchangers are arranged corresponding to each of the plurality of batteries. In this case, the refrigerating cycle has supply pipes for supplying the refrigerant condensed by the condenser to each of the plurality of heat exchangers. The supply pipe has a main pipe connected to the condenser and a plurality of branch pipes. Refrigerant condensed by the condenser flows through the main pipe. A plurality of branch pipes connect the main pipe and each heat exchanger, distribute the refrigerant from the main pipe and supply it to each heat exchanger. A plurality of branch pipes may be connected in parallel in the flow direction of the refrigerant with respect to the main pipe. Each branch pipe is provided with a throttle.
ところで、例えば、凝縮器により凝縮された冷媒が全て液冷媒である場合を考える。この場合、主流配管内が液冷媒で満たされる。すると、複数の分岐配管が、主流配管に対して冷媒の流れ方向に並列接続されていても、各分岐配管へ液冷媒が均等に分配され易くなる。したがって、複数の熱交換器において、各分岐配管から各熱交換器にそれぞれ供給される液冷媒の流量にばらつきが生じ難くなり、結果として、全ての電池が予め定められた設定温度に調節され易くなる。 By the way, for example, consider a case where all the refrigerant condensed by the condenser is liquid refrigerant. In this case, the inside of the mainstream pipe is filled with the liquid refrigerant. Then, even if a plurality of branch pipes are connected in parallel with the main pipe in the flow direction of the refrigerant, the liquid refrigerant is easily distributed to the branch pipes evenly. Therefore, in a plurality of heat exchangers, the flow rate of the liquid refrigerant supplied to each heat exchanger from each branch pipe is less likely to vary, and as a result, all batteries are easily adjusted to a predetermined set temperature. Become.
一方で、例えば、凝縮器により凝縮された冷媒が全て液冷媒にならずに、凝縮器により凝縮された冷媒が、液冷媒とガス冷媒とが混合した気液二相状態である場合も考えられる。このとき、各分岐配管の入口が主流配管に対して水平面を含んだ鉛直方向の下方に接続されていると、主流配管を流れる液冷媒は、液冷媒の自重により、主流配管に対して冷媒の流れ方向の上流側に接続されている分岐配管に流れ込み易くなる。これにより、主流配管に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管に分配される液冷媒の流量が少なくなる。したがって、複数の熱交換器において、各分岐配管から各熱交換器にそれぞれ供給される液冷媒の流量にばらつきが生じ、結果として、全ての電池を予め定められた設定温度に調節することが困難となってしまう虞がある。 On the other hand, for example, it is conceivable that not all the refrigerant condensed by the condenser becomes liquid refrigerant, and the refrigerant condensed by the condenser is in a gas-liquid two-phase state in which liquid refrigerant and gas refrigerant are mixed. . At this time, if the inlet of each branch pipe is connected below the main pipe in the vertical direction, including the horizontal plane, the liquid refrigerant flowing through the main pipe will flow into the main pipe due to its own weight. It becomes easy to flow into the branch pipe connected to the upstream side in the flow direction. As a result, the flow rate of the liquid refrigerant distributed to the branch pipes connected downstream in the flow direction of the refrigerant with respect to the main pipe decreases. Therefore, in a plurality of heat exchangers, the flow rate of the liquid refrigerant supplied from each branch pipe to each heat exchanger varies, and as a result, it is difficult to adjust all the batteries to a predetermined set temperature. There is a risk of becoming.
上記課題を解決する電池冷却システムは、冷媒を圧縮して冷媒を吐出する圧縮機と、前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する絞りと、複数の電池それぞれに対応して配置されるとともに前記絞りによって減圧された冷媒が内部を流れ、前記冷媒と前記各電池との熱交換を行う複数の熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、前記冷凍サイクルは、前記複数の熱交換器それぞれに前記凝縮器により凝縮された冷媒を供給する供給配管を有し、前記供給配管は、前記凝縮器に接続される主流配管と、前記主流配管と前記各熱交換器とを接続し、前記主流配管からの冷媒を分配して前記各熱交換器に供給する複数の分岐配管と、を有し、前記各分岐配管に前記絞りがそれぞれ設けられており、前記各分岐配管の入口が前記主流配管に対して水平面を含んだ鉛直方向の下方に接続されている電池冷却システムであって、前記主流配管から分岐するとともに前記熱交換器から前記圧縮機に至る通路に接続されるバイパス通路を備え、前記バイパス通路には、バイパス用絞りが設けられ、前記バイパス通路の入口が前記主流配管に対して前記水平面を含んだ鉛直方向の上方に接続されるとともに、前記バイパス通路の少なくとも一部分が前記主流配管よりも鉛直方向の上方に位置しており、前記バイパス通路は、前記主流配管内のガス冷媒を前記熱交換器から前記圧縮機に至る通路へ排出する。 A battery cooling system that solves the above problems includes a compressor that compresses a refrigerant and discharges the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant discharged from the compressor, and a throttle that decompresses the refrigerant condensed by the condenser. and a plurality of heat exchangers arranged corresponding to each of the plurality of batteries, in which the refrigerant decompressed by the throttle flows, and which exchange heat between the refrigerant and each of the batteries. wherein the refrigeration cycle has a supply pipe for supplying refrigerant condensed by the condenser to each of the plurality of heat exchangers, the supply pipe comprising a main pipe connected to the condenser; and a plurality of branch pipes that connect the pipes and the heat exchangers, distribute the refrigerant from the main pipe and supply the refrigerant to the heat exchangers, and the throttles are provided in the branch pipes. a battery cooling system in which the inlet of each of the branch pipes is connected below the main pipe in a vertical direction including a horizontal plane, and branched from the main pipe and from the heat exchanger to the A bypass passage connected to a passage leading to a compressor is provided, the bypass passage is provided with a bypass throttle, and an inlet of the bypass passage is connected vertically above the main pipe including the horizontal plane. At least a portion of the bypass passage is positioned vertically above the main pipe, and the bypass passage is a passage for the gas refrigerant in the main pipe from the heat exchanger to the compressor. to the
ここで、例えば、凝縮器により凝縮された冷媒が全て液冷媒にならずに、凝縮器により凝縮された冷媒が、液冷媒とガス冷媒とが混合した気液二相状態である場合を考える。このような場合、液冷媒は、自重により、主流配管内において水平面よりも鉛直方向の下方を流れ易く、ガス冷媒は、主流配管内において水平面よりも鉛直方向の上方を流れ易い。このとき、バイパス通路の入口が主流配管に対して水平面を含んだ鉛直方向の上方に接続されている。これによれば、主流配管内において水平面よりも鉛直方向の上方を流れ易いガス冷媒が、バイパス通路に向けて引き込まれ易くなる。そして、バイパス通路は、主流配管内のガス冷媒を熱交換器から圧縮機に至る通路へ排出する。主流配管内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路に向けて引き込まれることに追従して、主流配管内を冷媒の流れ方向の下流側に向けて流れ易くなる。その結果、主流配管に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことが抑制される。 Here, for example, consider a case where not all the refrigerant condensed by the condenser becomes liquid refrigerant, but the refrigerant condensed by the condenser is in a gas-liquid two-phase state in which liquid refrigerant and gas refrigerant are mixed. In such a case, the liquid refrigerant tends to flow more vertically downward than the horizontal plane in the mainstream pipe due to its own weight, and the gas refrigerant tends to flow more vertically upward than the horizontal plane in the mainstream pipe. At this time, the inlet of the bypass passage is connected above the main pipe in the vertical direction including the horizontal plane. According to this, the gaseous refrigerant, which tends to flow upward in the vertical direction in the main pipe rather than in the horizontal plane, is more likely to be drawn toward the bypass passage. The bypass passage discharges the gas refrigerant in the main pipe to the passage from the heat exchanger to the compressor. The liquid refrigerant flowing inside the main pipe follows the drawing of the gas refrigerant toward the bypass passage, and easily flows toward the downstream side in the flow direction of the refrigerant inside the main pipe. As a result, a decrease in the flow rate of the liquid refrigerant distributed to the branch pipes connected downstream in the flow direction of the refrigerant with respect to the main pipe is suppressed.
また、バイパス通路には、バイパス用絞りが設けられているため、主流配管内を流れる液冷媒がバイパス通路へ優先的に流れ込んでしまうことが抑制されている。したがって、主流配管内を流れる液冷媒が各分岐配管へ均等に分配され易くなっている。さらに、バイパス通路の少なくとも一部分が主流配管よりも鉛直方向の上方に位置しているため、液冷媒がバイパス通路へ流れ込んだとしても、バイパス通路へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路を介して熱交換器から圧縮機に至る通路へ排出されることが抑制されている。したがって、主流配管内を流れる液冷媒が各分岐配管へ均等に分配され易くなっている。 Moreover, since the bypass throttle is provided in the bypass passage, the liquid refrigerant flowing in the main pipe is suppressed from preferentially flowing into the bypass passage. Therefore, the liquid refrigerant flowing in the main pipe is easily distributed evenly to each branch pipe. Furthermore, since at least a portion of the bypass passage is positioned vertically above the main pipe, even if the liquid refrigerant flows into the bypass passage, the liquid refrigerant flowing into the bypass passage exchanges heat through the bypass passage. It is suppressed from being discharged from the vessel to the passage leading to the compressor. Therefore, the liquid refrigerant flowing in the main pipe is easily distributed evenly to each branch pipe.
以上により、各分岐配管へ液冷媒が均等に分配され易くなるため、複数の熱交換器において、各分岐配管から各熱交換器にそれぞれ供給される液冷媒の流量にばらつきが生じ難くなる。その結果、全ての電池を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。 As described above, since the liquid refrigerant is easily distributed to the branch pipes evenly, the flow rate of the liquid refrigerant supplied from each branch pipe to each heat exchanger is less likely to vary in the plurality of heat exchangers. As a result, it is possible to easily adjust all the batteries to the preset set temperatures.
上記電池冷却システムにおいて、前記バイパス通路の入口が、前記主流配管における前記冷媒の流れ方向の中央部よりも下流側に位置する部位に接続されているとよい。
これによれば、主流配管内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路に向けて引き込まれることに追従して、主流配管内を冷媒の流れ方向の下流側に向けてさらに流れ易くなる。その結果、主流配管に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことをさらに抑制し易くすることができる。
In the battery cooling system described above, the inlet of the bypass passage may be connected to a portion of the main pipe located downstream of a central portion in the flow direction of the coolant.
According to this, the liquid refrigerant flowing inside the main pipe follows the drawing of the gas refrigerant toward the bypass passage, and it becomes easier for the liquid refrigerant to flow further downstream in the flow direction of the refrigerant inside the main pipe. As a result, it is possible to more easily suppress a decrease in the flow rate of the liquid refrigerant distributed to the branch pipes connected downstream in the flow direction of the refrigerant with respect to the main pipe.
上記電池冷却システムにおいて、前記バイパス通路の入口が、前記主流配管において、前記複数の分岐配管のうち、前記主流配管に対して前記冷媒の流れ方向で最も下流に位置する分岐配管と、当該分岐配管と隣り合う分岐配管との間の位置に対応する部位に接続されているとよい。このような構成は、主流配管から分岐するとともに熱交換器から圧縮機に至る通路に接続されるバイパス通路を構成する上で好適な構成である。 In the above battery cooling system, a branch pipe in which an inlet of the bypass passage is positioned furthest downstream of the plurality of branch pipes with respect to the main pipe in a flow direction of the refrigerant in the main pipe, and the branch pipe and adjacent branch pipes. Such a configuration is suitable for constructing a bypass passage branched from the main pipe and connected to a passage extending from the heat exchanger to the compressor.
上記電池冷却システムにおいて、前記バイパス通路の入口が、前記主流配管における前記冷媒の流れ方向の最下流に位置する部位に接続されているとよい。
これによれば、主流配管内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路に向けて引き込まれることに追従して、主流配管内を冷媒の流れ方向の下流側に向けてさらに流れ易くなる。その結果、主流配管に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことをさらに抑制し易くすることができる。
In the battery cooling system described above, an inlet of the bypass passage may be connected to a portion of the main pipe located most downstream in a flow direction of the coolant.
According to this, the liquid refrigerant flowing inside the main pipe follows the drawing of the gas refrigerant toward the bypass passage, and it becomes easier for the liquid refrigerant to flow further downstream in the flow direction of the refrigerant inside the main pipe. As a result, it is possible to more easily suppress a decrease in the flow rate of the liquid refrigerant distributed to the branch pipes connected downstream in the flow direction of the refrigerant with respect to the main pipe.
上記電池冷却システムにおいて、前記バイパス通路に設けられる開閉弁と、前記開閉弁の駆動を制御する開閉弁制御部と、を備え、前記開閉弁制御部は、前記主流配管を流れる冷媒の温度が、前記主流配管内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度よりも低い場合に、前記開閉弁が閉弁するように前記開閉弁の駆動を制御するとよい。 The battery cooling system described above includes an on-off valve provided in the bypass passage, and an on-off valve control unit that controls driving of the on-off valve. It is preferable to control the driving of the on-off valve so that the on-off valve is closed when the temperature is lower than the saturation temperature of the refrigerant determined based on the pressure in the main pipe.
主流配管を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合、主流配管を流れる冷媒は、全て液冷媒である。そこで、開閉弁制御部は、主流配管を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、開閉弁が閉弁するように開閉弁の駆動を制御する。これによれば、液冷媒がバイパス通路へ流れ込んだとしても、バイパス通路へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路を介して熱交換器から圧縮機に至る通路へ排出されることが無い。したがって、主流配管内を流れる液冷媒が各分岐配管へ効率良く分配されるため、全ての電池を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。 When the temperature of the refrigerant flowing through the main pipe is lower than the saturation temperature, all the refrigerant flowing through the main pipe is liquid refrigerant. Therefore, the on-off valve control unit controls driving of the on-off valve so that the on-off valve is closed when the temperature of the refrigerant flowing through the main pipe is lower than the saturation temperature. According to this, even if the liquid refrigerant flows into the bypass passage, the liquid refrigerant that has flowed into the bypass passage is not discharged to the passage from the heat exchanger to the compressor via the bypass passage. Therefore, since the liquid refrigerant flowing in the main pipe is efficiently distributed to the respective branch pipes, it is possible to easily adjust all the batteries to the predetermined set temperatures.
上記電池冷却システムにおいて、前記バイパス用絞りは、可変絞りであり、前記バイパス用絞りの開度を制御するために前記バイパス用絞りの駆動を制御する可変絞り制御部を備え、前記可変絞り制御部は、前記主流配管を流れる冷媒の温度が、前記主流配管内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度よりも低い場合に、前記バイパス用絞りの開度が小さくなるように前記バイパス用絞りの駆動を制御するとよい。 In the above battery cooling system, the bypass throttle is a variable throttle, and includes a variable throttle control unit that controls driving of the bypass throttle to control the opening degree of the bypass throttle, and the variable throttle control unit the bypass throttle so that the opening degree of the bypass throttle becomes small when the temperature of the refrigerant flowing through the mainstream pipe is lower than the saturation temperature of the refrigerant determined based on the pressure in the mainstream pipe; should be controlled.
主流配管を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合、主流配管を流れる冷媒は、全て液冷媒である。そこで、可変絞り制御部は、主流配管を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、バイパス用絞りの開度が小さくなるようにバイパス用絞りの駆動を制御する。これによれば、液冷媒がバイパス通路へ流れ込んだとしても、バイパス通路へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路を介して熱交換器から圧縮機に至る通路へ排出され難くなる。したがって、主流配管内を流れる液冷媒が各分岐配管へ効率良く分配されるため、全ての電池を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。 When the temperature of the refrigerant flowing through the main pipe is lower than the saturation temperature, all the refrigerant flowing through the main pipe is liquid refrigerant. Therefore, when the temperature of the refrigerant flowing through the main pipe is lower than the saturation temperature, the variable throttle control unit controls the driving of the bypass throttle so that the opening degree of the bypass throttle becomes small. According to this, even if the liquid refrigerant flows into the bypass passage, the liquid refrigerant that has flowed into the bypass passage is less likely to be discharged to the passage from the heat exchanger to the compressor via the bypass passage. Therefore, since the liquid refrigerant flowing in the main pipe is efficiently distributed to the respective branch pipes, it is possible to easily adjust all the batteries to the predetermined set temperatures.
上記電池冷却システムにおいて、前記バイパス通路の入口には、フロート弁が設けられているとよい。
例えば、凝縮器により凝縮された冷媒が全て液冷媒である場合、主流配管内が液冷媒で満たされており、主流配管内の液冷媒の一部がバイパス通路へ流入することがある。このとき、バイパス通路へ流入する液冷媒がフロート弁を浮動させることにより、フロート弁がバイパス通路を閉塞する。これによれば、液冷媒がバイパス通路へ流れ込んだとしても、バイパス通路へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路を介して熱交換器から圧縮機に至る通路へ排出され難くなる。したがって、主流配管内を流れる液冷媒が各分岐配管へ効率良く分配されるため、全ての電池を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。
In the battery cooling system described above, a float valve may be provided at an inlet of the bypass passage.
For example, when all the refrigerant condensed by the condenser is liquid refrigerant, the inside of the main pipe is filled with liquid refrigerant, and part of the liquid refrigerant in the main pipe may flow into the bypass passage. At this time, the liquid refrigerant flowing into the bypass passage causes the float valve to float, causing the float valve to block the bypass passage. According to this, even if the liquid refrigerant flows into the bypass passage, the liquid refrigerant that has flowed into the bypass passage is less likely to be discharged to the passage from the heat exchanger to the compressor via the bypass passage. Therefore, since the liquid refrigerant flowing in the main pipe is efficiently distributed to the respective branch pipes, it is possible to easily adjust all the batteries to the predetermined set temperatures.
上記電池冷却システムにおいて、前記冷凍サイクルは、前記熱交換器から前記圧縮機に至る通路の途中に配置されるとともに、前記圧縮機へのガス冷媒の流出を許容するアキュムレータを有し、前記バイパス通路は、前記熱交換器から前記アキュムレータに至る通路に接続されているとよい。 In the above battery cooling system, the refrigerating cycle has an accumulator disposed in the middle of a passage from the heat exchanger to the compressor and allowing gas refrigerant to flow out to the compressor, and the bypass passage may be connected to a passage leading from the heat exchanger to the accumulator.
冷凍サイクルにおいては、アキュムレータ内のガス冷媒が飽和蒸気となる。ここで、主流配管内のガス冷媒を、バイパス通路を介して熱交換器からアキュムレータに至る通路へ排出することにより、各熱交換器の出口での冷媒状態を湿り蒸気にし易くすることができる。したがって、各熱交換器それぞれを通過する冷媒の状態を、各熱交換器の出口まで湿り蒸気に維持することができるため、電池全体の温度を予め定められた設定温度に均一に調節し易くすることができる。 In the refrigeration cycle, the gas refrigerant in the accumulator becomes saturated vapor. Here, by discharging the gas refrigerant in the mainstream pipe to the passage from the heat exchanger to the accumulator via the bypass passage, the refrigerant state at the outlet of each heat exchanger can be easily turned into wet vapor. Therefore, the state of the refrigerant passing through each heat exchanger can be maintained as wet steam up to the outlet of each heat exchanger, thereby facilitating uniform adjustment of the temperature of the entire battery to a predetermined set temperature. be able to.
上記電池冷却システムにおいて、前記冷凍サイクルは、前記熱交換器から前記圧縮機に至る通路の途中に配置されるとともに、前記圧縮機へのガス冷媒の流出を許容するアキュムレータを有し、前記バイパス通路は、前記アキュムレータから前記圧縮機に至る通路に接続されているとよい。 In the above battery cooling system, the refrigerating cycle has an accumulator disposed in the middle of a passage from the heat exchanger to the compressor and allowing gas refrigerant to flow out to the compressor, and the bypass passage may be connected to a passage leading from the accumulator to the compressor.
冷凍サイクルにおいては、アキュムレータ内のガス冷媒が飽和蒸気となる。ここで、主流配管内のガス冷媒を、バイパス通路を介してアキュムレータから圧縮機に至る通路へ排出することにより、圧縮機の入口での冷媒の状態を乾き蒸気にし易くすることができる。その結果、圧縮機での冷媒の圧縮効率を向上させることができる。 In the refrigeration cycle, the gas refrigerant in the accumulator becomes saturated vapor. Here, by discharging the gas refrigerant in the main pipe through the bypass passage to the passage from the accumulator to the compressor, the state of the refrigerant at the inlet of the compressor can be easily changed to dry vapor. As a result, it is possible to improve the compression efficiency of the refrigerant in the compressor.
この発明によれば、全ての電池を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。 According to the present invention, it is possible to easily adjust all the batteries to a predetermined set temperature.
以下、電池冷却システムを具体化した一実施形態を図1~図3にしたがって説明する。本実施形態の電池冷却システムは、例えば、車両に搭載されている。
(電池冷却システム10の全体構成)
図1及び図2に示すように、電池冷却システム10は、冷凍サイクル11を備えている。電池冷却システム10は、冷凍サイクル11を用いて複数の電池12を冷却し、複数の電池12の温度を予め定められた設定温度に調節する。なお、図2では、各電池12をそれぞれ二点鎖線で示している。電池12は、矩形ブロック状である。電池12は、図示しない電池セルが複数並設されることにより構成されている。電池セルの並設方向は、電池12の長辺方向である。電池セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。複数の電池12は、電池セルの並設方向に対して直交する方向に並んで配置されている。したがって、複数の電池12は、各電池12の短辺方向がそれぞれ一致した状態で並んで配置されている。そして、複数の電池12は、例えば、図示しないハウジング内に収容されることにより、1つの電池パックとしてパッケージ化されている。
An embodiment embodying a battery cooling system will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. The battery cooling system of this embodiment is mounted on a vehicle, for example.
(Overall Configuration of Battery Cooling System 10)
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
(冷凍サイクル11の構成)
冷凍サイクル11は、圧縮機13と、凝縮器14と、絞り15と、複数の熱交換器16と、アキュムレータ17と、を有している。圧縮機13は、低温低圧のガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒を吐出する。凝縮器14は、圧縮機13から吐出されたガス冷媒を凝縮する。絞り15は、凝縮器14により凝縮された高温高圧の冷媒を減圧する。冷媒は、絞り15によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となる。各熱交換器16には、絞り15によって減圧された気液二相冷媒が内部を流れる。アキュムレータ17は、圧縮機13へのガス冷媒の流出を許容し、且つ圧縮機13への液冷媒の流出を阻止する。アキュムレータ17と圧縮機13とは配管18によって接続されている。配管18は、アキュムレータ17から圧縮機13に至る通路を構成している。圧縮機13と凝縮器14とは配管19によって接続されている。
(Configuration of refrigeration cycle 11)
The
図2に示すように、複数の熱交換器16は、複数の電池12それぞれに対応して配置されている。各熱交換器16は、各電池12と熱的に結合されている。そして、複数の熱交換器16は、内部を流れる冷媒と各電池12との熱交換を行う。複数の熱交換器16は、複数の電池12の並設方向に並んで配置されている。各熱交換器16は、例えば、扁平長四角筒状である。各熱交換器16は全て同一形状である。したがって、各熱交換器16の流路断面積はそれぞれ同じである。
As shown in FIG. 2, the plurality of
各熱交換器16は、集合配管20を介してアキュムレータ17に接続されている。そして、各熱交換器16から排出された冷媒は、集合配管20を介してアキュムレータ17に流入する。集合配管20は、各熱交換器16からアキュムレータ17に至る通路を構成している。集合配管20、アキュムレータ17、及び配管18は、熱交換器16から圧縮機13に至る通路を構成している。したがって、アキュムレータ17は、熱交換器16から圧縮機13に至る通路の途中に配置されている。
Each
(供給配管21の構成)
冷凍サイクル11は、供給配管21を有している。供給配管21は、複数の熱交換器16それぞれに凝縮器14により凝縮された冷媒を供給する。供給配管21は、主流配管22と、複数の分岐配管23と、を有している。主流配管22は、円管状である。主流配管22は、凝縮器14に接続されている。そして、主流配管22には、凝縮器14により凝縮された冷媒が流れる。各分岐配管23は、円管状である。複数の分岐配管23は、主流配管22と各熱交換器16とを接続し、主流配管22からの冷媒を分配して各熱交換器16に供給する。
(Configuration of supply pipe 21)
The
絞り15は、各分岐配管23にそれぞれ設けられている。各絞り15は、各分岐配管23の一部の通路断面積を小さくしたオリフィスである。各絞り15は、固定絞りである。各絞り15の通路断面積はそれぞれ同じである。
A
図3に示すように、主流配管22は、凝縮器14から水平方向に延びている。凝縮器14から主流配管22の内部を流れる冷媒の流れ方向は、水平方向である。図3では、冷媒の流れ方向を矢印X1で示している。主流配管22における凝縮器14とは反対側の端部は、閉塞している。したがって、主流配管22における冷媒の流れ方向の最下流に位置する部位は閉塞している。
As shown in FIG. 3, the
複数の分岐配管23は、主流配管22に対して冷媒の流れ方向に並列接続されている。各分岐配管23は、主流配管22の最下部から鉛直方向の下方に延びている。したがって、複数の分岐配管23は、各分岐配管23の入口23aが主流配管22に対して鉛直方向の下方に接続された状態で、主流配管22に接続されている。図3では、鉛直方向を矢印Z1で示している。
A plurality of
(バイパス通路30の構成)
図1及び図2に示すように、電池冷却システム10は、バイパス通路30を備えている。バイパス通路30は、主流配管22から分岐している。バイパス通路30は、集合配管20に接続されている。したがって、バイパス通路30は、主流配管22から分岐するとともに熱交換器16からアキュムレータ17に至る通路に接続されている。よって、バイパス通路30は、主流配管22から分岐するとともに熱交換器16から圧縮機13に至る通路に接続されている。バイパス通路30は、主流配管22内のガス冷媒を集合配管20へ排出する。したがって、バイパス通路30は、主流配管22内のガス冷媒を熱交換器16から圧縮機13に至る通路へ排出する。
(Configuration of Bypass Passage 30)
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
バイパス通路30には、バイパス用絞り31が設けられている。バイパス用絞り31は、バイパス通路30の一部の通路断面積を小さくしたオリフィスである。バイパス用絞り31は、可変絞りである。したがって、バイパス用絞り31は、自身の通路断面積を調整することにより、バイパス通路30の通路断面積を調整可能である。バイパス用絞り31は、開度が電気的に制御される流量制御弁である。バイパス通路30を流れるガス冷媒は、バイパス用絞り31によって減圧される。したがって、バイパス通路30は、減圧されたガス冷媒を集合配管20へ排出する。
A
図3に示すように、バイパス通路30は、例えば、配管である。バイパス通路30は、円管状である。バイパス通路30は、主流配管22の最上部から鉛直方向の上方に延び、その後、集合配管20に向かって延びている。したがって、バイパス通路30の入口30aが主流配管22に対して鉛直方向の上方に接続されるとともに、バイパス通路30の全体が主流配管22よりも鉛直方向の上方に位置している。
As shown in FIG. 3, the
バイパス通路30の入口30aは、主流配管22において、複数の分岐配管23のうち、主流配管22に対して冷媒の流れ方向で最も下流に位置する分岐配管23と、当該分岐配管23と隣り合う分岐配管23との間の位置に対応する部位に接続されている。したがって、バイパス通路30の入口30aは、主流配管22における冷媒の流れ方向の中央部よりも下流側に位置する部位に接続されている。
In the
(電池冷却システム10の電気的構成について)
図1及び図2に示すように、電池冷却システム10は、主流配管22内の圧力を検出する圧力センサ41を備えている。また、電池冷却システム10は、主流配管22を流れる冷媒の温度を検出する温度センサ42を備えている。
(Regarding the electrical configuration of the battery cooling system 10)
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
電池冷却システム10は、制御部40を備えている。制御部40は、中央処理制御装置(CPU)を備えている。また、制御部40は、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ(ROM)、CPUの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)等により構成されるメモリを備えている。さらに、制御部40は、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えている。
The
制御部40は、圧力センサ41に電気的に接続されている。制御部40は、圧力センサ41により検出された主流配管22内の圧力に関する情報を圧力センサ41から受信する。また、制御部40は、温度センサ42に電気的に接続されている。制御部40は、温度センサ42により検出された冷媒の温度に関する情報を温度センサ42から受信する。
The
制御部40は、バイパス用絞り31に電気的に接続されている。制御部40には、バイパス用絞り31の開度を制御するためにバイパス用絞り31の駆動を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、制御部40は、バイパス用絞り31の開度を制御するためにバイパス用絞り31の駆動を制御する可変絞り制御部として機能する。
The
制御部40には、主流配管22内の圧力と冷媒の飽和温度とが関係付けられたマップが予め記憶されている。そして、制御部40では、マップを用いて、圧力センサ41により検出される主流配管22内の圧力に基づいた冷媒の飽和温度が予め求められている。
The
制御部40には、主流配管22を流れる冷媒の温度が、主流配管22内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度と同じ場合に、バイパス用絞り31の開度が所定の開度となるようにバイパス用絞り31の駆動を制御するプログラムが予め記憶されている。一方で、制御部40には、主流配管22を流れる冷媒の温度が、主流配管22内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度よりも低い場合に、バイパス用絞り31の開度が小さくなるようにバイパス用絞り31の駆動を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が、主流配管22内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度よりも低い場合に、バイパス用絞り31の開度が小さくなるようにバイパス用絞り31の駆動を制御する。具体的には、制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、バイパス用絞り31の開度を所定の開度よりも小さくする。なお、バイパス用絞り31の所定の開度とは、バイパス用絞り31の通路断面積が、各絞り15の通路断面積の合計よりも小さくなる開度である。
When the temperature of the refrigerant flowing through the
(作用)
次に、本実施形態の作用について説明する。
ところで、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合、凝縮器14により凝縮された冷媒が全て液冷媒となった状態で主流配管22内を流れていると推定される。この場合、主流配管22内が液冷媒で満たされている。そこで、制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、バイパス用絞り31の開度が所定の開度よりも小さくなるようにバイパス用絞り31の駆動を制御する。よって、液冷媒がバイパス通路30へ流れ込んだとしても、バイパス通路30へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路30を介して集合配管20へ排出され難くなっている。その結果、複数の分岐配管23が、主流配管22に対して冷媒の流れ方向に並列接続されていても、各分岐配管23へ液冷媒が均等に分配され易くなっている。したがって、複数の熱交換器16において、各分岐配管23から各熱交換器16にそれぞれ供給される液冷媒の流量にばらつきが生じ難くなる。そして、各熱交換器16を介した液冷媒と各電池12との熱交換が行われて、液冷媒がガス冷媒に変化するときに必要となる潜熱によって、各電池12が冷却され、全ての電池12が予め定められた設定温度に調節される。
(action)
Next, the operation of this embodiment will be described.
By the way, when the temperature of the refrigerant flowing through the
一方で、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度と同じ場合、凝縮器14により凝縮された冷媒が全て液冷媒にならずに、凝縮器14により凝縮された冷媒が、液冷媒とガス冷媒とが混合した気液二相状態であると推定される。このような場合、液冷媒は、自重により、主流配管22内において水平面よりも鉛直方向の下方を流れ易く、ガス冷媒は、主流配管22内において水平面よりも鉛直方向の上方を流れ易い。
On the other hand, when the temperature of the refrigerant flowing through the
そこで、制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度と同じ場合に、バイパス用絞り31の開度が所定の開度となるようにバイパス用絞り31の駆動を制御する。ここで、バイパス通路30の入口30aが主流配管22に対して鉛直方向の上方に接続されている。このため、主流配管22内において水平面よりも鉛直方向の上方を流れ易いガス冷媒が、図3において矢印R1で示すように、バイパス通路30に向けて引き込まれ易くなる。そして、バイパス通路30は、主流配管22内のガス冷媒を集合配管20へ排出する。主流配管22内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路30に向けて引き込まれることに追従して、主流配管22内を冷媒の流れ方向の下流側に向けて流れ易くなる。その結果、主流配管22に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管23に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことが抑制されている。
Therefore, when the temperature of the refrigerant flowing through the
また、バイパス通路30には、バイパス用絞り31が設けられているため、主流配管22内を流れる液冷媒がバイパス通路30へ優先的に流れ込んでしまうことが抑制されている。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ均等に分配され易くなっている。さらに、バイパス通路30の全体が主流配管22よりも鉛直方向の上方に位置しているため、液冷媒がバイパス通路30へ流れ込んだとしても、バイパス通路30へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路30を介して集合配管20へ排出されることが抑制されている。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ均等に分配され易くなっている。よって、複数の熱交換器16において、各分岐配管23から各熱交換器16にそれぞれ供給される液冷媒の流量にばらつきが生じ難くなり、結果として、全ての電池12が予め定められた設定温度に調節され易くなっている。
Moreover, since the
冷凍サイクル11においては、アキュムレータ17内のガス冷媒が飽和蒸気となる。ここで、主流配管22内のガス冷媒を、バイパス通路30を介して各熱交換器16からアキュムレータ17に至る通路である集合配管20へ排出することにより、各熱交換器16の出口での冷媒状態が湿り蒸気になり易くなる。したがって、各熱交換器16それぞれを通過する冷媒の状態が、各熱交換器16の出口まで湿り蒸気に維持され易くなるため、電池12全体の温度が予め定められた設定温度に均一に調節され易くなる。
In the
(効果)
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)バイパス通路30の入口30aが主流配管22に対して鉛直方向の上方に接続されている。これによれば、主流配管22内において水平面よりも鉛直方向の上方を流れ易いガス冷媒が、バイパス通路30に向けて引き込まれ易くなる。そして、バイパス通路30は、主流配管22内のガス冷媒を集合配管20へ排出する。主流配管22内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路30に向けて引き込まれることに追従して、主流配管22内を冷媒の流れ方向の下流側に向けて流れ易くなる。その結果、主流配管22に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管23に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことが抑制される。
(effect)
The following effects can be obtained in the above embodiment.
(1) The inlet 30a of the
また、バイパス通路30には、バイパス用絞り31が設けられているため、主流配管22内を流れる液冷媒がバイパス通路30へ優先的に流れ込んでしまうことが抑制されている。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ均等に分配され易くなっている。さらに、バイパス通路30の全体が主流配管22よりも鉛直方向の上方に位置している。このため、液冷媒がバイパス通路30へ流れ込んだとしても、バイパス通路30へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路30を介して集合配管20へ排出されることが抑制されている。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ均等に分配され易くなっている。
Moreover, since the
以上により、各分岐配管23へ液冷媒が均等に分配され易くなるため、複数の熱交換器16において、各分岐配管23から各熱交換器16にそれぞれ供給される液冷媒の流量にばらつきが生じ難くなる。その結果、全ての電池12を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。
As described above, since the liquid refrigerant is easily distributed to each
(2)バイパス通路30の入口30aが、主流配管22における冷媒の流れ方向の中央部よりも下流側に位置する部位に接続されている。これによれば、主流配管22内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路30に向けて引き込まれることに追従して、主流配管22内を冷媒の流れ方向の下流側に向けてさらに流れ易くなる。その結果、主流配管22に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管23に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことをさらに抑制し易くすることができる。
(2) The inlet 30a of the
(3)バイパス通路30の入口30aが、主流配管22において、複数の分岐配管23のうち、主流配管22に対して冷媒の流れ方向で最も下流に位置する分岐配管23と、当該分岐配管23と隣り合う分岐配管23との間の位置に対応する部位に接続されている。このような構成は、主流配管22から分岐するとともに集合配管20に接続されるバイパス通路30を構成する上で好適な構成である。
(3) the
(4)制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、バイパス用絞り31の開度が小さくなるようにバイパス用絞り31の駆動を制御する。これによれば、液冷媒がバイパス通路30へ流れ込んだとしても、バイパス通路30へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路30を介して集合配管20へ排出され難くなる。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ効率良く分配されるため、全ての電池12を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。
(4) When the temperature of the refrigerant flowing through the
(5)バイパス通路30は、各熱交換器16からアキュムレータ17に至る通路である集合配管20に接続されている。冷凍サイクル11においては、アキュムレータ17内のガス冷媒が飽和蒸気となる。ここで、主流配管22内のガス冷媒を、バイパス通路30を介して各熱交換器16からアキュムレータ17に至る通路である集合配管20へ排出することにより、各熱交換器16の出口での冷媒状態を湿り蒸気にし易くすることができる。したがって、各熱交換器16それぞれを通過する冷媒の状態を、各熱交換器16の出口まで湿り蒸気に維持することができるため、電池12全体の温度を予め定められた設定温度に均一に調節し易くすることができる。
(5) The
(変更例)
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
(Change example)
It should be noted that the above embodiment can be implemented with the following modifications. The above embodiments and the following modifications can be combined with each other within a technically consistent range.
○ 図4に示すように、バイパス通路30の入口30aが、主流配管22における冷媒の流れ方向の最下流に位置する部位に接続されていてもよい。これによれば、主流配管22内を流れる液冷媒は、ガス冷媒がバイパス通路30に向けて引き込まれることに追従して、主流配管22内を冷媒の流れ方向の下流側に向けてさらに流れ易くなる。その結果、主流配管22に対して冷媒の流れ方向の下流側に接続されている分岐配管23に分配される液冷媒の流量が少なくなってしまうことをさらに抑制し易くすることができる。
O As shown in FIG. 4, the inlet 30a of the
○ 図5、図6及び図7に示すように、バイパス通路30の入口30aに、フロート弁50が設けられていてもよい。この場合、バイパス通路30には、フロート弁50が着座する弁座51が形成されている。フロート弁50は、弁座51に対して接離可能になっている。図5及び図6に示すように、フロート弁50は、弁座51に対して離間することで、バイパス通路30を開放する。また、図7に示すように、フロート弁50は、弁座51に着座することで、バイパス通路30を閉塞する。
A
例えば、凝縮器14により凝縮された冷媒が全て液冷媒である場合、主流配管22内が液冷媒で満たされており、主流配管22内の液冷媒の一部がバイパス通路30へ流入することがある。このとき、バイパス通路30へ流入する液冷媒がフロート弁50を浮動させることにより、フロート弁50がバイパス通路30を閉塞する。これによれば、液冷媒がバイパス通路30へ流れ込んだとしても、バイパス通路30へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路30を介して集合配管20へ排出され難くなる。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ効率良く分配されるため、全ての電池12を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。
For example, when all the refrigerant condensed by the
なお、図5、図6及び図7に示す実施形態の場合、バイパス用絞り31は、固定絞りであってもよい。この場合、バイパス用絞り31の通路断面積は、各絞り15の通路断面積の合計よりも小さいほうが好ましい。
In addition, in the case of the embodiments shown in FIGS. 5, 6 and 7, the
○ 図8に示すように、電池冷却システム10は、バイパス通路30に設けられる開閉弁60を備えていてもよい。開閉弁60は、バイパス通路30におけるバイパス用絞り31よりも主流配管22寄りの部位に配置されている。開閉弁60は、開弁状態と閉弁状態とが電気的に制御される電磁弁である。制御部40は、開閉弁60に電気的に接続されている。制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度と同じ場合に、開閉弁60が開弁するように開閉弁60の駆動を制御する。また、制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、開閉弁60が閉弁するように開閉弁60の駆動を制御する。したがって、制御部40は、開閉弁60の駆動を制御する開閉弁制御部として機能している。
O As shown in FIG. 8 , the
主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合、主流配管22を流れる冷媒は、全て液冷媒である。そこで、制御部40は、主流配管22を流れる冷媒の温度が飽和温度よりも低い場合に、開閉弁60が閉弁するように開閉弁60の駆動を制御する。これによれば、液冷媒がバイパス通路30へ流れ込んだとしても、バイパス通路30へ流れ込んだ液冷媒が、バイパス通路30を介して集合配管20へ排出されることが無い。したがって、主流配管22内を流れる液冷媒が各分岐配管23へ効率良く分配されるため、全ての電池12を予め定められた設定温度に調節し易くすることができる。
When the temperature of the refrigerant flowing through the
なお、図8に示す実施形態の場合、バイパス用絞り31は、固定絞りであってもよい。この場合、バイパス用絞り31の通路断面積は、各絞り15の通路断面積の合計よりも小さいほうが好ましい。
In addition, in the case of the embodiment shown in FIG. 8, the
○ 図9に示すように、バイパス通路30は、アキュムレータ17から圧縮機13に至る通路である配管18に接続されていてもよい。冷凍サイクル11においては、アキュムレータ17内のガス冷媒が飽和蒸気となる。ここで、主流配管22内のガス冷媒を、バイパス通路30を介してアキュムレータ17から圧縮機13に至る通路である配管18へ排出することにより、圧縮機13の入口での冷媒の状態を乾き蒸気にし易くすることができる。その結果、圧縮機13での冷媒の圧縮効率を向上させることができる。
O As shown in FIG. 9 , the
○ 実施形態において、各分岐配管23が、主流配管22の最下部から鉛直方向の下方に延びていなくてもよい。例えば、各分岐配管23の入口23aが主流配管22における水平方向に位置する部位に接続されていてもよい。要は、各分岐配管23の入口23aが主流配管22に対して水平面を含んだ鉛直方向の下方に接続されていればよい。
O In the embodiment, each
○ 実施形態において、バイパス通路30が、主流配管22の最上部から鉛直方向の上方に延びていなくてもよい。例えば、バイパス通路30の入口30aが主流配管22における水平方向に位置する部位に接続されていてもよい。そして、バイパス通路30が、主流配管22から水平方向に延びた後、バイパス通路30が主流配管22よりも鉛直方向の上方へ延び、その後、集合配管20に向かって延びていてもよい。要は、バイパス通路30の入口30aが主流配管22に対して水平面を含んだ鉛直方向の上方に接続されるとともに、バイパス通路30の少なくとも一部分が主流配管22よりも鉛直方向の上方に位置していればよい。
O In the embodiment, the
○ 実施形態において、バイパス通路30の入口30aが、主流配管22における冷媒の流れ方向の中央部よりも上流側に位置する部位に接続されていてもよい。
○ 実施形態において、バイパス用絞り31の所定の開度は、バイパス用絞り31の通路断面積が、各絞り15の通路断面積の合計と同じとなる開度であってもよい。
O In the embodiment, the inlet 30a of the
In the embodiment, the predetermined degree of opening of the
○ 実施形態において、バイパス用絞り31の所定の開度は、バイパス用絞り31の通路断面積が、各絞り15の通路断面積の合計よりも大きくなる開度であってもよい。
○ 実施形態において、バイパス用絞り31が、固定絞りであってもよい。この場合、バイパス用絞り31の通路断面積は、各絞り15の通路断面積の合計よりも小さいほうが好ましい。
In the embodiment, the predetermined degree of opening of the
O In the embodiment, the
○ 実施形態において、熱交換器16の形状は特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、熱交換器16の数は特に限定されるものではない。熱交換器16の数は、電池12の数に応じて適宜変更される。そして、分岐配管23の数は、熱交換器16の数に応じて適宜変更される。
(circle) in embodiment, the shape of the
(circle) in embodiment, the number of the
10…電池冷却システム、11…冷凍サイクル、12…電池、13…圧縮機、14…凝縮器、15…絞り、16…熱交換器、17…アキュムレータ、21…供給配管、22…主流配管、23…分岐配管、23a…入口、30…バイパス通路、30a…入口、31…バイパス用絞り、40…可変絞り制御部及び開閉弁制御部として機能する制御部、50…フロート弁、60…開閉弁。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する絞りと、
複数の電池それぞれに対応して配置されるとともに前記絞りによって減圧された冷媒が内部を流れ、前記冷媒と前記各電池との熱交換を行う複数の熱交換器と、を有する冷凍サイクルを備え、
前記冷凍サイクルは、前記複数の熱交換器それぞれに前記凝縮器により凝縮された冷媒を供給する供給配管を有し、
前記供給配管は、
前記凝縮器に接続される主流配管と、
前記主流配管と前記各熱交換器とを接続し、前記主流配管からの冷媒を分配して前記各熱交換器に供給する複数の分岐配管と、を有し、
前記各分岐配管に前記絞りがそれぞれ設けられており、
前記各分岐配管の入口が前記主流配管に対して水平面を含んだ鉛直方向の下方に接続されている電池冷却システムであって、
前記主流配管から分岐するとともに前記熱交換器から前記圧縮機に至る通路に接続されるバイパス通路を備え、
前記バイパス通路には、バイパス用絞りが設けられ、
前記バイパス通路の入口が前記主流配管に対して前記水平面を含んだ鉛直方向の上方に接続されるとともに、前記バイパス通路の少なくとも一部分が前記主流配管よりも鉛直方向の上方に位置しており、
前記バイパス通路は、前記主流配管内のガス冷媒を前記熱交換器から前記圧縮機に至る通路へ排出することを特徴とする電池冷却システム。 a compressor that compresses a refrigerant and discharges the refrigerant;
a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor;
a throttle for decompressing the refrigerant condensed by the condenser;
A refrigeration cycle having a plurality of heat exchangers arranged corresponding to each of the plurality of batteries and having a refrigerant decompressed by the throttle flow therein to exchange heat between the refrigerant and the batteries,
The refrigeration cycle has a supply pipe that supplies the refrigerant condensed by the condenser to each of the plurality of heat exchangers,
The supply pipe is
a mainstream pipe connected to the condenser;
a plurality of branch pipes connecting the main pipe and each heat exchanger, distributing the refrigerant from the main pipe and supplying it to each heat exchanger;
Each of the branch pipes is provided with the throttle,
A battery cooling system in which the inlet of each branch pipe is connected vertically below the main pipe, including a horizontal plane,
A bypass passage branched from the main pipe and connected to a passage from the heat exchanger to the compressor,
A bypass throttle is provided in the bypass passage,
an inlet of the bypass passage is connected vertically above the main pipe including the horizontal plane, and at least a portion of the bypass passage is positioned above the main pipe in the vertical direction;
The battery cooling system, wherein the bypass passage discharges gas refrigerant in the main pipe to a passage extending from the heat exchanger to the compressor.
前記開閉弁の駆動を制御する開閉弁制御部と、を備え、
前記開閉弁制御部は、前記主流配管を流れる冷媒の温度が、前記主流配管内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度よりも低い場合に、前記開閉弁が閉弁するように前記開閉弁の駆動を制御することを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の電池冷却システム。 an on-off valve provided in the bypass passage;
an on-off valve control unit that controls driving of the on-off valve,
The on-off valve controller controls the on-off valve so that the on-off valve closes when the temperature of the refrigerant flowing through the main pipe is lower than the saturation temperature of the refrigerant determined based on the pressure in the main pipe. 5. The battery cooling system according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive of the valve is controlled.
前記バイパス用絞りの開度を制御するために前記バイパス用絞りの駆動を制御する可変絞り制御部を備え、
前記可変絞り制御部は、前記主流配管を流れる冷媒の温度が、前記主流配管内の圧力に基づいて決定される冷媒の飽和温度よりも低い場合に、前記バイパス用絞りの開度が小さくなるように前記バイパス用絞りの駆動を制御することを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の電池冷却システム。 The bypass throttle is a variable throttle,
a variable aperture control unit for controlling driving of the bypass aperture in order to control the opening degree of the bypass aperture;
The variable throttle control unit reduces the opening degree of the bypass throttle when the temperature of the refrigerant flowing through the main pipe is lower than the saturation temperature of the refrigerant determined based on the pressure in the main pipe. 6. The battery cooling system according to any one of claims 1 to 5, wherein the driving of the bypass throttle is controlled at the same time.
前記バイパス通路は、前記熱交換器から前記アキュムレータに至る通路に接続されていることを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の電池冷却システム。 The refrigeration cycle has an accumulator disposed in the middle of a passage from the heat exchanger to the compressor and allowing gas refrigerant to flow out to the compressor,
The battery cooling system according to any one of claims 1 to 7, wherein the bypass passage is connected to a passage extending from the heat exchanger to the accumulator.
前記バイパス通路は、前記アキュムレータから前記圧縮機に至る通路に接続されていることを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の電池冷却システム。 The refrigeration cycle has an accumulator disposed in the middle of a passage from the heat exchanger to the compressor and allowing gas refrigerant to flow out to the compressor,
The battery cooling system according to any one of claims 1 to 7, wherein the bypass passage is connected to a passage extending from the accumulator to the compressor.
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