JP2023536108A - 車両用バッテリー熱管理システム、車両熱管理システム及び電気自動車 - Google Patents

車両用バッテリー熱管理システム、車両熱管理システム及び電気自動車 Download PDF

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Abstract

車両用バッテリー熱管理システム、車両熱管理システム及び電気自動車に関する。該車両用バッテリー熱管理システムは、車両用空調システム（１）に接続される熱伝導素子（２）及び車両パワーバッテリー（３）に接続される自己発熱回路（４）を備え、熱伝導素子（２）と圧縮機（１０１）及び室外凝縮器（１０２）は電池冷却回路を構成し、電池冷却回路は熱伝導素子（２）内の冷媒を介してパワーバッテリー（３）からの熱を吸収してパワーバッテリー（３）を降温し、自己発熱回路（４）とパワーバッテリー（３）はバッテリー自己発熱回路を構成し、パワーバッテリー（３）はバッテリー自己発熱回路内の自己発熱回路（４）によって高周波交互充放電を実現して自己発熱を行う。【選択図】図１

Description

本願は車両熱管理技術分野に属し、特に車両用バッテリー熱管理システム、車両熱管理システム及び電気自動車に関する。
パワーバッテリー技術の高速発展に伴い、電気自動車が、ますます多く使用されるようになり、パワーバッテリーは電気自動車上の重要なエネルギー供給素子であり、パワーバッテリーの優位性は電気自動車の優位性を大きく決定している。従来の技術におけるバッテリー熱管理システムは、通常、車両パワーバッテリーの電池パック内に２セットの熱管理パイプラインを設置し、一方の熱管理パイプラインは冷媒の流通に使用され、他方のものは冷却液の流通に使用され、この手段の電池パック内に複雑なパイプラインが装備されているため、電池パックの重量を増加するだけでなく、電池パックのレイアウトと生産の難しさも増加し、車両パワーバッテリーの直接冷却及び自己発熱と比較して、従来の技術におけるパワーバッテリーの耐熱性及び低温耐性に劣る。同時に、従来の技術において、外部熱源を使用してパワーバッテリーを加熱する場合が多いが、外部熱源によってパワーバッテリーを加熱する方法は、その昇温効率が低く、且つパワーバッテリーに加えて外部熱源を追加設置する必要があるため、パワーバッテリーの生産コストを増加する。
本願は、従来の技術におけるパワーバッテリーの耐熱性と低温耐性が悪く、及び昇温効率が低い等の問題を解決し、車両用バッテリー熱管理システム、車両熱管理システム及び電気自動車を提供する。
以上の問題を鑑みて、本願の実施例による車両用バッテリー熱管理システムは、車両用空調システムに接続される熱伝導素子及び車両パワーバッテリーに接続される自己発熱回路を備え、前記熱伝導素子、前記車両用空調システムの圧縮機及び前記車両用空調システムの室外凝縮器は電池冷却回路を構成し、前記電池冷却回路は前記熱伝導素子内の冷媒を介して前記パワーバッテリーからの熱を吸収して前記パワーバッテリーを降温し、前記自己発熱回路と前記パワーバッテリーとはバッテリー自己発熱回路を構成し、前記パワーバッテリーは前記バッテリー自己発熱回路における前記自己発熱回路を介して高周波交互充放電を実現して自己発熱を行う。
本願のいくつかの実施例によれば、前記熱伝導素子は前記パワーバッテリー内に集積された直接冷却プレートである。
本願の一実施例は、車両用バッテリー熱管理システムをさらに提供し、車両用空調システム及び車両用バッテリー熱管理システムを備え、前記車両用空調システムは圧縮機、室外凝縮器及び蒸発器を含み、前記圧縮機の出口は前記室外凝縮器の入口に接続され、前記室外凝縮器の出口は前記蒸発器の入口及び前記熱伝導素子の入口に接続され、前記蒸発器の出口及び前記熱伝導素子の出口はいずれも前記圧縮機の入口に接続され、前記圧縮機、前記室外凝縮器及び前記蒸発器は乗員室冷却回路を構成し、前記乗員室冷却回路は乗員室に配置される前記蒸発器を介して乗員室を冷却する。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムはいずれも冷媒圧力を低減するための第１の膨張弁と第２の膨張弁とをさらに備え、前記第２の膨張弁の入口と前記第２の膨張弁の入口とはいずれも前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第１の膨張弁の出口は前記蒸発器の入口に接続され、前記第２の膨張弁の出口は前記熱伝導素子の入口に接続される。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムは車体に取り付けられて且つ前記室外凝縮器の反対側に設置された電子ファンをさらに備える。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムは液体収集器をさらに備え、前記液体収集器の入口は前記熱伝導素子の出口及び前記蒸発器の出口に接続され、前記液体収集器の出口は前記圧縮機の入口に接続される。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムは室内凝縮器、第１の電磁弁及び第３の膨張弁をさらに備え、前記室内凝縮器の入口及び前記第１の電磁弁の入口はいずれも前記圧縮機の出口に接続され、前記第１の電磁弁の出口は前記室外凝縮器の入口に接続され、
前記圧縮機、前記室内凝縮器、前記室外凝縮器及び前記熱伝導素子は第１の乗員室加熱回路を構成し、前記第１の乗員室加熱回路は前記熱伝導素子内の冷媒を介して前記パワーバッテリーからの熱を吸収して前記圧縮機を介して吸収された熱を前記室内凝縮器に伝達した後、乗員室内に設置される前記室内凝縮器によって乗員室を加熱する。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムは第２の電磁弁をさらに備え、前記第２の電磁弁の入口は前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第２の電磁弁の出口は前記圧縮機の入口に接続され、前記圧縮機、前記室内凝縮器、前記第３の膨張弁、前記室外凝縮器及び前記第２の電磁弁は第２の乗員室加熱回路を構成し、前記第２の乗員室加熱回路は前記室内凝縮器によって乗員室を加熱する。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムは、車体に設けられ且つ車両乗員室を加熱するためのヒータをさらに備える。
本願の一実施例は、前記車両熱管理システムを備える電気自動車をさらに提供する。
本願において、車両用バッテリー熱管理システムは車両用空調システムに接続される熱伝導素子及び車両パワーバッテリーに接続される自己発熱回路を備え、パワーバッテリーの温度が低い場合、パワーバッテリーはバッテリー自己発熱回路における自己発熱回路によって高周波交互充放電を実現して自己発熱を行い、これにより、パワーバッテリーの温度が上昇し、パワーバッテリーが低い温度環境で作動することができる。また、熱伝導素子は車両用空調システムの圧縮機及び室外凝縮器とともに電池冷却回路を構成し、パワーバッテリーの温度が高い場合、電池冷却回路は熱伝導素子内の冷媒を介してパワーバッテリーの熱を吸収してパワーバッテリーを降温することによって、パワーバッテリーが高い環境条件下で作動することができ、このため、本願による車両用バッテリー熱管理システムは、パワーバッテリーの温度を適切な温度範囲内に維持させることができ、パワーバッテリーの耐熱性と低温耐性を向上させるだけでなく、電気自動車の適応性も向上する。同時に、本願の車両用バッテリー熱管理システムは前記パワーバッテリーの電池パック内に外部熱源を追加設置する必要せずに、パワーバッテリーの自己発熱を実現することができ、パワーバッテリーの生産コストと重量を低減すると同時に、パワーバッテリーのエネルギー利用率を更に向上させる。
以下、図面と実施例を組み合わせて、本願を更に説明する。
本願の一実施例による車両熱管理システムの構造模式図である。 本願の他の実施例による車両熱管理システムの構造模式図である。 本願の一実施例による電気自動車のブロック図である。
本願が解決しようとする技術的課題、技術的解決手段及び有益な効果をより明らかで理解しやすくするために、以下、図面及び実施例を組み合わせて、本願を更に詳細説明する。ここで説明する具体的な実施例は本願を解釈するためにのみ使用され、本願を限定するためのものではないことを理解すべきである。
なお、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「中部」という用語などによって示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づいており、本願の説明の容易さと説明の簡潔さにのみ使用され、言及された装置または素子は特定の方位を有し、特定の方位で構造及び操作しなければならないといった、本願の限定として解釈されるべきではない。
図１に示すように、本願の一実施例による車両用バッテリー熱管理システムは、車両用空調システム１に接続される熱伝導素子２及び車両パワーバッテリー３に接続（電気的接続）される自己発熱回路４を備え、前記熱伝導素子２、前記車両用空調システム１の圧縮機１０１及び前記車両用空調システム１の室外凝縮器１０２は電池冷却回路を構成し、前記電池冷却回路は前記熱伝導素子２内の冷媒（冷媒はフロン等を含む）を介して前記パワーバッテリー３からの熱を吸収して前記パワーバッテリー３を降温し、前記自己発熱回路４と前記パワーバッテリー３とはバッテリー自己発熱回路を構成し、前記パワーバッテリー３は前記バッテリー自己発熱回路内の前記自己発熱回路４によって高周波交互充放電を実現して自己発熱を行う。なお、前記熱伝導素子２は前記パワーバッテリー３に熱伝導材料によって接続され、且つ前記熱伝導素子２内に冷媒の流通に使用されるパイプラインが設けられ、これにより、前記パワーバッテリー３は前記熱伝導素子２のパイプライン内を流れる冷媒との熱交換を実現することに役に立つ。
なお、前記バッテリー自己発熱回路とは、前記パワーバッテリー３の高周波充放電を実現できる回路モジュールであり、該回路モジュールはコンデンサ、インダクタ等のエネルギー貯蔵素子を含み、前記パワーバッテリー３の温度が低い場合、前記パワーバッテリー３は、まず前記バッテリー自己発熱回路内のエネルギー貯蔵素子によって放電し、一定の期間放電した後、前記バッテリー自己発熱回路の極性が逆になり、この場合、エネルギー貯蔵素子に蓄えられた電気エネルギーは、前記パワーバッテリー３を充電し、しかも、前記パワーバッテリー３を充電する過程において、前記パワーバッテリー３の内部抵抗が発熱して前記パワーバッテリー３の温度が上昇する。本願のいくつかの実施例によれば、前記パワーバッテリー３の充放電時間又は充放電状態の交互は前記バッテリー自己発熱回路内のスイッチング素子の規則的なオン・オフによって制御される。
本願において、車両用バッテリー熱管理システムは接続車両用空調システム１の熱伝導素子２及び車両パワーバッテリー３に接続される自己発熱回路４を備え、前記自己発熱回路４と前記パワーバッテリー３とはバッテリー自己発熱回路を構成し、前記パワーバッテリー３の温度が低い場合、前記パワーバッテリー３は前記バッテリー自己発熱回路内の前記自己発熱回路４によって高周波交互充放電を実現して自己発熱を行い、これにより、パワーバッテリー３の温度を上昇させ、パワーバッテリー３が低い温度環境下で作動することができる。また、前記熱伝導素子２と前記車両用空調システム１の圧縮機１０１及び室外凝縮器１０２は電池冷却回路を構成し、前記パワーバッテリー３の温度が高い場合、前記電池冷却回路は前記熱伝導素子２内の冷媒を介して前記パワーバッテリー３からの熱を吸収して前記パワーバッテリー３を降温することにより、前記パワーバッテリー３が高い環境条件下で作動することができ、このため、本願による車両用バッテリー熱管理システムは、前記パワーバッテリー３の温度を適切な温度範囲内に維持させ、前記パワーバッテリー３の耐熱性と低温耐性を向上させることができるだけでなく、電気自動車の適応性も向上する。同時に、本願による車両用バッテリー熱管理システムは、前記パワーバッテリー３の電池パック内に外部熱源を追加設置する必要せずに、前記パワーバッテリー３の自己発熱を実現でき、前記パワーバッテリー３の生産コストと重量を低減すると同時に、前記パワーバッテリー３のエネルギー利用率を更に向上させる。
一実施例において、前記熱伝導素子２は前記パワーバッテリー３内に集積された直接冷却プレートである。なお、前記直接冷却プレートは前記パワーバッテリー３の電池パック内に集積され、前記パワーバッテリー３の表面に十分に接触されるため、前記パワーバッテリーの電池パック内（前記直接冷却プレートと前記パワーバッテリー３はいずれも前記電池パック内に集積される）のパイプラインを最適化し、前記パワーバッテリーの電池パック内の空間が十分に利用され、前記パワーバッテリーの電池パックの重量と生産コストが低減されることに役に立つ。
図１に示すように、本願の一実施例による車両熱管理システムは、車両用空調システム１及び前記車両用バッテリー熱管理システムを備え、前記車両用空調システム１は圧縮機１０１、室外凝縮器１０２及び蒸発器１０３を備え、前記圧縮機１０１の出口は前記室外凝縮器１０２の入口に接続され、前記室外凝縮器１０２の出口は前記蒸発器１０３の入口及び前記熱伝導素子２の入口に接続され、前記蒸発器１０３の出口及び前記熱伝導素子２の出口はいずれも前記圧縮機１０１の入口に接続され、前記圧縮機１０１、前記室外凝縮器１０２及び前記蒸発器１０３は乗員室冷却回路を構成し、前記乗員室冷却回路は乗員室内に設けられる前記蒸発器１０３によって乗員室を冷却することを特徴とする。なお、前記圧縮機１０１、前記室外凝縮器１０２、前記蒸発器１０３及び前記熱伝導素子２はいずれもパイプラインによって接続され、且つ該パイプライン内に冷媒（フロン等）が含まれる。具体的に、冷媒が前記蒸発器１０３内で液状から気体状に変化し、この相転移中に前記冷媒が乗員室内の熱を吸収し、乗員室を冷却する効果を奏する。本願において、前記車両熱管理システムは前記パワーバッテリー３の降温を実現できるだけでなく、乗員室の冷却を実現することができ、これにより、該車両熱管理システムの適用性を向上させる。
好ましくは、図１に示すように、前記車両用空調システム１は、車体上に取り付けられ且つ前記蒸発器１０３の反対側に設置されるブロワー１１３をさらに備える。なお、前記蒸発器１０３からの冷たい空気が乗員室に吹き込まれることによって、車両の快適性をさらに向上させる。
一実施例において、図１に示すように、前記車両用空調システム１はいずれも冷媒の圧力を低減するための第１の膨張弁１０４と第２の膨張弁１０５とをさらに備え、前記第２の膨張弁１０５の入口と前記第２の膨張弁１０５の入口とはいずれも前記室外凝縮器１０２の出口に接続され、前記第１の膨張弁１０４の出口は前記蒸発器１０３の入口に接続され、前記第２の膨張弁１０５の出口は前記熱伝導素子２の入口に接続される。なお、前記第１の膨張弁１０４は前記蒸発器１０３の位置する分岐路に設けられ、前記第２の膨張弁１０５は前記熱伝導素子２の位置する分岐路に設けられる。
具体的に、前記乗員室冷却回路の具体的な過程は以下の通りであり、前記第１の膨張弁１０４が閉じ、前記第２の膨張弁１０５が開弁し、前記圧縮機１０１の増圧後、冷媒が高圧ガス冷媒に変換し、高圧ガス冷媒は前記室外凝縮器１０２を介して外界環境と熱交換した後、高圧ガス冷媒が高圧液状の冷媒（前記冷媒が乗員室外で放熱する）に変換し、高圧液状の冷媒は前記第１の膨張弁１０４を通った後低圧液状の冷媒に変換し、車両乗員室内に取り付けられる蒸発器１０３によって、低圧液状の冷媒（前記冷媒が乗員室内で吸熱する）に変換し、低圧ガス冷媒が前記圧縮機１０１に流れる。
本願のいくつかの実施例によれば、前記電池冷却回路の具体的な過程は以下の通りであり、前記第１の膨張弁１０４と前記第１の電磁弁１０９とが閉じ、前記第２の膨張弁１０５と前記第３の膨張弁１１０とが開弁し、前記圧縮機１０１の増圧後、冷媒が高圧ガス冷媒に変換し、高圧ガス冷媒が前記室内凝縮器１０８を介して乗員室と熱交換した後、高圧ガス冷媒が高圧液状の冷媒（前記冷媒が乗員室内で吸熱する）に変換し、高圧液状の冷媒が前記室外凝縮器１０２と前記第２の膨張弁１０５とを通った後低圧液状の冷媒に変換し、低圧液状の冷媒は前記熱伝導素子２によって低圧ガス冷媒（前記冷媒が前記パワーバッテリー３の電池パック内で吸熱する）に変換し、低圧ガス冷媒が前記圧縮機１０１に流れる。
本願において、前記車両熱管理システムは前記パワーバッテリー３の降温を実現できるだけでなく、乗員室の冷却を実現し、パワー自動車の適用性及び快適性を向上させる。
一実施例において、図２に示すように、前記車両用空調システム１は車体上に取り付けられて前記室外凝縮器１０２の反対側に設けられる電子ファン１０６をさらに備える。なお、前記電子ファン１０６は前記室外凝縮器１０２の反対側に設けられ、前記電子ファン１０６が前記室外凝縮器１０２と外界環境との間の熱対流を補助し、これにより、前記室外凝縮器１０２での冷媒の発生状態の変換速度を速くするのに有利であり、これにより、電子ファン１０６の設計は前記車両用空調システム１の冷却と加熱効果を向上させる。
一実施例において、図２に示すように、前記車両用空調システム１は液体収集器１０７をさらに備え、前記液体収集器１０７の入口は前記熱伝導素子２の出口及び前記蒸発器１０３の出口に接続され、前記液体収集器１０７の出口は前記圧縮機１０１の入口に接続される。なお、前記液体収集器１０７は、前記圧縮機１０１内に入る冷媒がすべてガス状になるように冷媒を気液分離するため、前記液体収集器１０７の設計は、前記車両用空調システム１の冷却と加熱効果を確保すると同時に、前記車両用空調システム１の使用寿命を延ばす。
一実施例において、図２に示すように、前記車両用空調システム１は室内凝縮器１０８、第１の電磁弁１０９及び第３の膨張弁１１０をさらに備え、前記室内凝縮器１０８の入口と前記第１の電磁弁１０９の入口とはいずれも前記圧縮機１０１の出口に接続され、前記第１の電磁弁１０９の出口は前記室外凝縮器１０２の入口に接続され、前記室内凝縮器１０８の出口は前記第３の膨張弁１１０によって前記室外凝縮器１０２の入口に接続され、
前記圧縮機１０１、前記室内凝縮器１０８、前記室外凝縮器１０２及び前記熱伝導素子２は第１の乗員室加熱回路を構成し、前記第１の乗員室加熱回路は前記熱伝導素子２内の冷媒を介して前記パワーバッテリー３の熱を吸収して前記圧縮機１０１によって吸収された熱を前記室内凝縮器１０８に伝達した後、乗員室内に設けられる前記室内凝縮器１０３によって乗員室を加熱する。なお、前記第１の電磁弁１０９の位置する分岐路は前記室内凝縮器１０８と前記第３の膨張弁１１０での分岐路に並列接続され、本願のいくつかの実施例によれば、前記車両熱管理システムが電池冷却回路又は乗員室冷却回路にある場合、前記第１の電磁弁１０９が開弁し、前記第３の膨張弁１１０が閉じ、前記車両熱管理システムが第１の乗員室加熱回路又は以下の第２の乗員室加熱回路にある場合、前記第１の電磁弁１０９が閉じ、前記第３の膨張弁１１０が開弁する。
具体的に、外界環境温度が低い場合、前記圧縮機１０１だけによって乗員室を加熱すると、その加熱効果と加熱効率の両方ともが低いため、このとき、前記第１の乗員室加熱回路が作動する必要があり、前記第１の乗員室加熱回路の具体的な過程は以下の通りであり、前記圧縮機１０１の増圧後、冷媒が高圧ガス冷媒に変換し、高圧ガス冷媒が前記室内凝縮器１０８を介して乗員室と熱交換した後、高圧ガス冷媒が高圧液状の冷媒（前記冷媒が乗員室内で吸熱する）に変換し、高圧液状の冷媒が前記第２の膨張弁１０５を通った後に低圧液状の冷媒に変換し、前記室外凝縮器１０２と前記第２の膨張弁１０５とを介して前記熱伝導素子２に流れ、前記熱伝導素子２内の冷媒は前記パワーバッテリー３からの熱を吸収し、吸熱後の冷媒が前記圧縮機１０１に流れる。本願のいくつかの実施例によれば、外界環境温度が非常に低い場合、前記バッテリー加熱回路と前記自己発熱回路４の両方とも作動し、前記パワーバッテリー３は前記バッテリー自己発熱回路内の前記自己発熱回路４によって高周波交互充放電を実現して自己発熱を行い、このとき、前記冷媒が前記パワーバッテリー３から吸熱した熱はそれに伴って増加し、乗員室の加熱効果を更に向上させる。
前記第１の乗員室加熱回路において、前記冷媒は室外凝縮器１０２から外界環境の熱を吸収することができ、前記パワーバッテリー３からの熱を吸収することもでき、これにより、前記車両用空調システム１は依然として高い効率範囲内での加熱を保持することができ、車両用空調システム１の温度適応性を広げ、パワーバッテリーのエネルギー利用率を更に向上させる。
一実施例において、図２に示すように、前記車両用空調システム１は第２の電磁弁１１１をさらに備え、前記第２の電磁弁１１１の入口は前記室外凝縮器１０２の出口に接続され、前記第２の電磁弁１１１の出口は前記圧縮機１０１の入口に接続され、前記圧縮機１０１、前記室内凝縮器１０８、前記第３の膨張弁１１０、前記室外凝縮器１０２及び前記第２の電磁弁１１１は第２の乗員室加熱回路を構成し、前記第２の乗員室加熱回路は乗員室内に設けられる前記室内凝縮器１０８によって乗員室を加熱する。なお、前記第２の電磁弁１１１での分岐路は前記蒸発器１０３の位置する分岐路、及び前記熱伝導素子２の位置する分岐路にいずれも並列接続される。
具体的に、前記第２の乗員室加熱回路の具体的な過程は以下の通りであり、前記圧縮機１０１の増圧後、冷媒が高圧ガス冷媒に変換し、高圧ガス冷媒が前記室内凝縮器１０８によって乗員室と熱交換した後、高圧ガス冷媒が高圧液状の冷媒（前記冷媒が乗員室内で放熱する）に変換し、高圧液状の冷媒が前記第２の膨張弁１０５を通った後に低圧液状の冷媒に変換し、低圧液状の冷媒が前記室外凝縮器１０２を介して外界環境温度の熱を吸収した後、前記第２の電磁弁１１１を介して前記圧縮機１０１に流れる。前記第２の乗員室加熱回路が作動する場合、外界環境温度が低くなく、且つ前記車両用空調システム１の自己発熱効率に影響を及ぼさない。
以上のように、本願における車両熱管理システムは外界の環境温度に基づいてその加熱モードを選択することができ、異なる温度条件下で作動することに適応すると同時に、車両熱管理システムの加熱効率がより高い。
一実施例において、図１に示すように、前記車両用空調システム１は車体上に設けられ且つ車両乗員室を加熱するためのヒータ１１２をさらに備える。なお、前記車両用バッテリー熱管理システムは乗員室の冷却と前記パワーバッテリー３の降温を実現することができ、前記ヒータ１１２はその自体の加熱効果によって車両乗員室を加熱することができる。且つ前記ヒータ１１２が乗員室を加熱する場合、前記電池冷却回路と前記乗員室冷却回路がいずれも作動しない。本願のいくつかの実施例によれば、前記ヒータ１１２は前記車両用空調システム１内に集積されたエアヒータ、又は冷却液回路加熱回路であってもよく、該冷却液加熱回路に順次にウォーターポンプ、ヒータ１１２及び加熱チップが直列接続され、冷却液がヒータ１１２によって加熱された後、加熱チップを流れて該加熱チップが昇温して乗員室の温度を上昇し、これにより、乗員室の加熱効果を実現する。
図３に示すように、本願の一実施例は、前記車両熱管理システム１０を備える電気自動車２０をさらに提供する。
以上は本願の好ましい実施例に過ぎず、本願を制限するためのものではなく、本願の精神と原則から逸脱しない限り行ったいずれの修正、等価置換及び改善等は、いずれも本願の保護範囲内に含まれる。
本願は、２０２０年７月２８日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０２０１０７３８２２０．Ｘで、出願名称が「車両用バッテリー熱管理システム、車両熱管理システム及び電気自動車」である中国特許出願の優先権を主張し、その全部内容は、すべて援用により本願に組み込まれる。
（付記）
（付記１）
車両用バッテリー熱管理システムであって、車両用空調システムに接続される熱伝導素子及び車両パワーバッテリーに接続される自己発熱回路を備え、前記熱伝導素子、前記車両用空調システムの圧縮機及び前記車両用空調システムの室外凝縮器は電池冷却回路を構成し、前記電池冷却回路は前記熱伝導素子内の冷媒を介して前記パワーバッテリーからの熱を吸収して前記パワーバッテリーを降温し、前記自己発熱回路と前記パワーバッテリーとはバッテリー自己発熱回路を構成し、前記パワーバッテリーは前記バッテリー自己発熱回路における前記自己発熱回路を介して高周波交互充放電を実現して自己発熱を行う、ことを特徴とする車両用バッテリー熱管理システム。
（付記２）
前記熱伝導素子は前記パワーバッテリー内に集積された直接冷却プレートである、ことを特徴とする付記１に記載の車両用バッテリー熱管理システム。
（付記３）
車両熱管理システムであって、車両用空調システム及び付記１に記載の車両用バッテリー熱管理システムを備え、前記車両用空調システムは圧縮機、室外凝縮器及び蒸発器を含み、前記圧縮機の出口は前記室外凝縮器の入口に接続され、前記室外凝縮器の出口は前記蒸発器の入口及び前記熱伝導素子の入口に接続され、前記蒸発器の出口及び前記熱伝導素子の出口はいずれも前記圧縮機の入口に接続され、前記圧縮機、前記室外凝縮器及び前記蒸発器は乗員室冷却回路を構成し、前記乗員室冷却回路は乗員室に配置される前記蒸発器を介して乗員室を冷却する、ことを特徴とする車両熱管理システム。
（付記４）
前記車両用空調システムはいずれも冷媒圧力を低減するための第１の膨張弁と第２の膨張弁とをさらに備え、前記第２の膨張弁の入口と前記第２の膨張弁の入口とはいずれも前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第１の膨張弁の出口は前記蒸発器の入口に接続され、前記第２の膨張弁の出口は前記熱伝導素子の入口に接続される、ことを特徴とする付記３に記載の車両熱管理システム。
（付記５）
前記車両用空調システムは車体に取り付けられて且つ前記室外凝縮器の反対側に設置された電子ファンをさらに備える、ことを特徴とする付記３又は４に記載の車両熱管理システム。
（付記６）
前記車両用空調システムは液体収集器をさらに備え、前記液体収集器の入口は前記熱伝導素子の出口及び前記蒸発器の出口に接続され、前記液体収集器の出口は前記圧縮機の入口に接続される、ことを特徴とする付記３～５のいずれか一つに記載の車両熱管理システム。
（付記７）
前記車両用空調システムは室内凝縮器、第１の電磁弁及び第３の膨張弁をさらに備え、前記室内凝縮器の入口及び前記第１の電磁弁の入口はいずれも前記圧縮機の出口に接続され、前記第１の電磁弁の出口は前記室外凝縮器の入口に接続され、前記室内凝縮器の出口は第３の膨張弁によって前記室外凝縮器の入口に接続され、
前記圧縮機、前記室内凝縮器、前記室外凝縮器及び前記熱伝導素子は第１の乗員室加熱回路を構成し、前記第１の乗員室加熱回路は前記熱伝導素子内の冷媒を介して前記パワーバッテリーからの熱を吸収して前記圧縮機を介して吸収された熱を前記室内凝縮器に伝達した後、乗員室内に設置される前記室内凝縮器によって乗員室を加熱する、ことを特徴とする付記３～６のいずれか一つに記載の車両熱管理システム。
（付記８）
前記車両用空調システムは第２の電磁弁をさらに備え、前記第２の電磁弁の入口は前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第２の電磁弁の出口は前記圧縮機の入口に接続され、前記圧縮機、前記室内凝縮器、前記第３の膨張弁、前記室外凝縮器及び前記第２の電磁弁は第２の乗員室加熱回路を構成し、前記第２の乗員室加熱回路は前記室内凝縮器によって乗員室を加熱する、ことを特徴とする付記７に記載の車両熱管理システム。
（付記９）
前記車両用空調システムは、車体に設けられ且つ車両乗員室を加熱するためのヒータをさらに備える、ことを特徴とする付記３～８のいずれか一つに記載の車両熱管理システム。
（付記１０）
電気自動車であって、付記３～９のいずれか一つに記載の車両熱管理システムを備える、ことを特徴とする電気自動車。
１、車両用空調システム
１０１、圧縮機
１０２、室外凝縮器
１０３、蒸発器
１０４、第１の膨張弁
１０５、第２の膨張弁
１０６、電子ファン
１０７、液体収集器
１０８、室内凝縮器
１０９、第１の電磁弁
１１０、第３の膨張弁
１１１、第２の電磁弁
１１２、ヒータ
１１３、ブロワー
２、熱伝導素子
３、パワーバッテリー
４、自己発熱回路
１０、車両熱管理システム
２０、電気自動車。
本願のいくつかの実施例によれば、前記車両用空調システムはいずれも冷媒圧力を低減するための第１の膨張弁と第２の膨張弁とをさらに備え、前記第１の膨張弁の入口と前記第２の膨張弁の入口とはいずれも前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第１の膨張弁の出口は前記蒸発器の入口に接続され、前記第２の膨張弁の出口は前記熱伝導素子の入口に接続される。
一実施例において、図１に示すように、前記車両用空調システム１はいずれも冷媒の圧力を低減するための第１の膨張弁１０４と第２の膨張弁１０５とをさらに備え、前記第１の膨張弁１０４の入口と前記第２の膨張弁１０５の入口とはいずれも前記室外凝縮器１０２の出口に接続され、前記第１の膨張弁１０４の出口は前記蒸発器１０３の入口に接続され、前記第２の膨張弁１０５の出口は前記熱伝導素子２の入口に接続される。なお、前記第１の膨張弁１０４は前記蒸発器１０３の位置する分岐路に設けられ、前記第２の膨張弁１０５は前記熱伝導素子２の位置する分岐路に設けられる。
具体的に、外界環境温度が低い場合、前記圧縮機１０１だけによって乗員室を加熱すると、その加熱効果と加熱効率の両方ともが低いため、このとき、前記第１の乗員室加熱回路が作動する必要があり、前記第１の乗員室加熱回路の具体的な過程は以下の通りであり、前記圧縮機１０１の増圧後、冷媒が高圧ガス冷媒に変換し、高圧ガス冷媒が前記室内凝縮器１０８を介して乗員室と熱交換した後、高圧ガス冷媒が高圧液状の冷媒（前記冷媒が乗員室内で吸熱する）に変換し、高圧液状の冷媒が前記第２の膨張弁１０５を通った後に低圧液状の冷媒に変換し、前記室外凝縮器１０２と前記第２の膨張弁１０５とを介して前記熱伝導素子２に流れ、前記熱伝導素子２内の冷媒は前記パワーバッテリー３からの熱を吸収し、吸熱後の冷媒が前記圧縮機１０１に流れる。本願のいくつかの実施例によれば、外界環境温度が非常に低い場合、前記第１の乗員室加熱回路と前記自己発熱回路４の両方とも作動し、前記パワーバッテリー３は前記バッテリー自己発熱回路内の前記自己発熱回路４によって高周波交互充放電を実現して自己発熱を行い、このとき、前記冷媒が前記パワーバッテリー３から吸熱した熱はそれに伴って増加し、乗員室の加熱効果を更に向上させる。
一実施例において、図１に示すように、前記車両用空調システム１は車体上に設けられ且つ車両乗員室を加熱するためのヒータ１１２をさらに備える。なお、前記車両用バッテリー熱管理システムは乗員室の冷却と前記パワーバッテリー３の降温を実現することができ、前記ヒータ１１２はその自体の加熱効果によって車両乗員室を加熱することができる。且つ前記ヒータ１１２が乗員室を加熱する場合、前記電池冷却回路と前記乗員室冷却回路がいずれも作動しない。本願のいくつかの実施例によれば、前記ヒータ１１２は前記車両用空調システム１内に集積されたエアヒータ、又は冷却液加熱回路であってもよく、該冷却液加熱回路に順次にウォーターポンプ、ヒータ１１２及び加熱チップが直列接続され、冷却液がヒータ１１２によって加熱された後、加熱チップを流れて該加熱チップが昇温して乗員室の温度を上昇し、これにより、乗員室の加熱効果を実現する。

Claims (10)

  1. 車両用バッテリー熱管理システムであって、車両用空調システムに接続される熱伝導素子及び車両パワーバッテリーに接続される自己発熱回路を備え、前記熱伝導素子、前記車両用空調システムの圧縮機及び前記車両用空調システムの室外凝縮器は電池冷却回路を構成し、前記電池冷却回路は前記熱伝導素子内の冷媒を介して前記パワーバッテリーからの熱を吸収して前記パワーバッテリーを降温し、前記自己発熱回路と前記パワーバッテリーとはバッテリー自己発熱回路を構成し、前記パワーバッテリーは前記バッテリー自己発熱回路における前記自己発熱回路を介して高周波交互充放電を実現して自己発熱を行う、ことを特徴とする車両用バッテリー熱管理システム。
  2. 前記熱伝導素子は前記パワーバッテリー内に集積された直接冷却プレートである、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用バッテリー熱管理システム。
  3. 車両熱管理システムであって、車両用空調システム及び請求項１に記載の車両用バッテリー熱管理システムを備え、前記車両用空調システムは圧縮機、室外凝縮器及び蒸発器を含み、前記圧縮機の出口は前記室外凝縮器の入口に接続され、前記室外凝縮器の出口は前記蒸発器の入口及び前記熱伝導素子の入口に接続され、前記蒸発器の出口及び前記熱伝導素子の出口はいずれも前記圧縮機の入口に接続され、前記圧縮機、前記室外凝縮器及び前記蒸発器は乗員室冷却回路を構成し、前記乗員室冷却回路は乗員室に配置される前記蒸発器を介して乗員室を冷却する、ことを特徴とする車両熱管理システム。
  4. 前記車両用空調システムはいずれも冷媒圧力を低減するための第１の膨張弁と第２の膨張弁とをさらに備え、前記第２の膨張弁の入口と前記第２の膨張弁の入口とはいずれも前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第１の膨張弁の出口は前記蒸発器の入口に接続され、前記第２の膨張弁の出口は前記熱伝導素子の入口に接続される、ことを特徴とする請求項３に記載の車両熱管理システム。
  5. 前記車両用空調システムは車体に取り付けられて且つ前記室外凝縮器の反対側に設置された電子ファンをさらに備える、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の車両熱管理システム。
  6. 前記車両用空調システムは液体収集器をさらに備え、前記液体収集器の入口は前記熱伝導素子の出口及び前記蒸発器の出口に接続され、前記液体収集器の出口は前記圧縮機の入口に接続される、ことを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載の車両熱管理システム。
  7. 前記車両用空調システムは室内凝縮器、第１の電磁弁及び第３の膨張弁をさらに備え、前記室内凝縮器の入口及び前記第１の電磁弁の入口はいずれも前記圧縮機の出口に接続され、前記第１の電磁弁の出口は前記室外凝縮器の入口に接続され、前記室内凝縮器の出口は第３の膨張弁によって前記室外凝縮器の入口に接続され、
    前記圧縮機、前記室内凝縮器、前記室外凝縮器及び前記熱伝導素子は第１の乗員室加熱回路を構成し、前記第１の乗員室加熱回路は前記熱伝導素子内の冷媒を介して前記パワーバッテリーからの熱を吸収して前記圧縮機を介して吸収された熱を前記室内凝縮器に伝達した後、乗員室内に設置される前記室内凝縮器によって乗員室を加熱する、ことを特徴とする請求項３～６のいずれか１項に記載の車両熱管理システム。
  8. 前記車両用空調システムは第２の電磁弁をさらに備え、前記第２の電磁弁の入口は前記室外凝縮器の出口に接続され、前記第２の電磁弁の出口は前記圧縮機の入口に接続され、前記圧縮機、前記室内凝縮器、前記第３の膨張弁、前記室外凝縮器及び前記第２の電磁弁は第２の乗員室加熱回路を構成し、前記第２の乗員室加熱回路は前記室内凝縮器によって乗員室を加熱する、ことを特徴とする請求項７に記載の車両熱管理システム。
  9. 前記車両用空調システムは、車体に設けられ且つ車両乗員室を加熱するためのヒータをさらに備える、ことを特徴とする請求項３～８のいずれか１項に記載の車両熱管理システム。
  10. 電気自動車であって、請求項３～９のいずれか１項に記載の車両熱管理システムを備える、ことを特徴とする電気自動車。
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