JP6930357B2 - Battery cooling system - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、電池冷却システムに関する。 The disclosure herein relates to a battery cooling system.
特許文献１は、二次電池の充電時に、温度調節部に車両の外部から熱媒体が供給され、この熱媒体を用いて二次電池を間接的に冷却する冷却システムを開示している。また、走行風によって冷却効果を得るラジエータを用いて、二次電池を冷却する冷却システムを開示している。二次電池は、放電時や充電時に発熱するため、冷却を行い適切な動作温度に維持する必要がある。特に急速充電時は、二次電池に対して短時間に多くの電流が流れるため、温度が上がりやすく、二次電池を強力に冷却することが必要となる。
従来技術の構成では、充電装置を用いた充電時に充電装置から供給される熱媒体で二次電池の冷却を行っていた。この場合、発熱量の大きな二次電池の冷却に対応するためには、充電装置に高い冷却能力を持たせる必要があり、充電装置が大型化してしまっていた。また、空気と熱交換するラジエータで二次電池を冷却する冷却システムにおいては、周囲の空気の温度が高い場合などに十分な冷却効果が得られないことがあった。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電池冷却システムにはさらなる改良が求められている。 In the configuration of the prior art, the secondary battery is cooled by the heat medium supplied from the charging device at the time of charging using the charging device. In this case, in order to cope with the cooling of the secondary battery having a large amount of heat generation, it is necessary to give the charging device a high cooling capacity, and the charging device has become large. Further, in a cooling system in which a secondary battery is cooled by a radiator that exchanges heat with air, a sufficient cooling effect may not be obtained when the temperature of the surrounding air is high. Further improvements are required in the battery cooling system in the above-mentioned viewpoint or in other viewpoints not mentioned.
開示される１つの目的は、充電装置を用いて二次電池に充電する際に、二次電池の冷却を良好に行う電池冷却システムを提供することである。 One object disclosed is to provide a battery cooling system that favorably cools a secondary battery when the secondary battery is charged using the charging device.
ここに開示された電池冷却システムは、車両（２）に電力を供給する二次電池（５４、３５４）と、前記車両の内部を空調する空調運転に用いる内部熱媒体を循環させる回路をなす内部回路（１０）と、車両の外部に設けられた熱媒体供給部（８５）から供給される外部熱媒体を循環させる回路をなす外部回路（６０）と、二次電池を冷却する熱媒体を循環させる回路をなす電池冷却回路（５０）と、外部回路と電池冷却回路とを熱交換させる外部熱交換器（７２、２７１、４７１）と、を備え、内部回路は、圧縮機（１１）と、凝縮器（１２）と、車両の内部を空調する空調用熱交換器（２３）と、空調用熱交換器に対して並列に設けられて、二次電池を冷却する冷却用熱交換器（７１、２７１、３７１、４７１）と、を備え、冷却用熱交換器は、内部回路と電池冷却回路とを熱交換させる内部熱交換器（７１、２７１、４７１）であって、内部熱交換器（７１）と外部熱交換器（７２）とは、電池冷却回路において、直列に設けられており、車両の外部に設けられた充電装置（８０）により二次電池が充電されている場合に、電池冷却回路を介して内部回路と外部回路とを用いて二次電池を冷却する。
さらに開示された電池冷却システムは、車両（２）に電力を供給する二次電池（５４、３５４）と、車両の内部を空調する空調運転に用いる内部熱媒体を循環させる回路をなす内部回路（１０）と、車両の外部に設けられた熱媒体供給部（８５）から供給される外部熱媒体を循環させる回路をなす外部回路（６０）と、二次電池の温度を測定する温度センサ（５３、３５３ａ、３５３ｂ）と、を備え、車両の外部に設けられた充電装置（８０）により二次電池が充電されている場合に、内部回路と外部回路とを用いて二次電池を冷却し、温度センサで測定した温度が冷却上限温度以上であれば、外部回路を用いた冷却と、内部回路を用いた冷却とを同時に行って二次電池を冷却する。
The battery cooling system disclosed herein is an internal circuit that circulates a secondary battery (54, 354) that supplies power to the vehicle (2) and an internal heat medium used for air conditioning operation that air-conditions the inside of the vehicle. The circuit (10), the external circuit (60) forming a circuit for circulating the external heat medium supplied from the heat medium supply unit (85) provided outside the vehicle, and the heat medium for cooling the secondary battery are circulated. A battery cooling circuit (50) forming a circuit for causing heat exchange and an external heat exchanger (72, 271, 471) for heat exchange between the external circuit and the battery cooling circuit are provided, and the internal circuit is a compressor (11). A cooling heat exchanger (71) provided in parallel with the condenser (12), the air-conditioning heat exchanger (23) for air-conditioning the inside of the vehicle, and the air-conditioning heat exchanger to cool the secondary battery. , 271, 371, 471), and the cooling heat exchanger is an internal heat exchanger (71, 271, 471) that exchanges heat between the internal circuit and the battery cooling circuit, and is an internal heat exchanger (71, 271, 471). 71) and an external heat exchanger (72), the battery cooling circuit is provided in series, if the secondary battery is charged by the charging apparatus provided outside of the vehicle (80), battery The secondary battery is cooled using the internal circuit and the external circuit via the cooling circuit.
Further disclosed, the battery cooling system is an internal circuit (54, 354) that circulates a secondary battery (54, 354) that supplies power to the vehicle (2) and an internal heat medium used for air conditioning operation that air-conditions the inside of the vehicle. 10), an external circuit (60) that circulates an external heat medium supplied from a heat medium supply unit (85) provided outside the vehicle, and a temperature sensor (53) that measures the temperature of the secondary battery. , 353a, 353b), and when the secondary battery is charged by the charging device (80) provided outside the vehicle, the secondary battery is cooled by using the internal circuit and the external circuit. If the temperature measured by the temperature sensor is equal to or higher than the upper limit cooling temperature, the secondary battery is cooled by simultaneously performing cooling using an external circuit and cooling using an internal circuit.
開示された電池冷却システムによると、車両の空調運転に用いる内部熱媒体による冷却能力と外部熱媒体による冷却能力とを合わせた冷却能力で二次電池を冷却できる。このため、内部回路を単独で用いて冷却をする場合や外部回路を単独で用いて冷却する場合に比べて、冷却能力を高めることができる。また、車両の空調運転に用いる内部熱媒体を活用して二次電池を冷却できる。このため、空調運転で用いる部品を二次電池の冷却時にも活用することで冷却能力を高めることができる。 According to the disclosed battery cooling system, the secondary battery can be cooled by a cooling capacity that is a combination of the cooling capacity of the internal heat medium used for the air conditioning operation of the vehicle and the cooling capacity of the external heat medium. Therefore, the cooling capacity can be increased as compared with the case where the internal circuit is used alone for cooling or the case where the external circuit is used alone for cooling. In addition, the secondary battery can be cooled by utilizing the internal heat medium used for the air conditioning operation of the vehicle. Therefore, the cooling capacity can be increased by utilizing the parts used in the air conditioning operation also when cooling the secondary battery.
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed aspects herein employ different technical means to achieve their respective objectives. The claims and the reference numerals in parentheses described in this section exemplify the correspondence with the parts of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objectives, features, and effects disclosed herein will be made clearer by reference to the subsequent detailed description and accompanying drawings.
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In a plurality of embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or related parts may be designated with the same reference code or reference codes having a hundreds or more different digits. For the corresponding and / or associated part, the description of other embodiments can be referred to.
第１実施形態
図１において、車両２は、モータ等を駆動源として電気エネルギーで走行する電気自動車である。車両２は、電力を蓄える電池パック５１を備えている。電池パック５１は、充電と放電とを繰り返すことが可能な二次電池５４をケーシングで覆った装置である。二次電池５４は、車両２の駆動源であるモータ等に電力を供給する電力源である。電池パック５１のケーシング内部には、複数の二次電池５４が互いに接続された状態で収納されている。
1st Embodiment In FIG. 1, the vehicle 2 is an electric vehicle that travels with electric energy using a motor or the like as a drive source. The vehicle 2 includes a
車両２は、二次電池５４を充電する際に、外部充電装置８０と接続する。外部充電装置８０は、電力供給部８１と熱媒体供給部８５とを備えている。外部充電装置８０は、二次電池５４に充電を行うとともに、二次電池５４への充電中に外部熱媒体を用いて二次電池５４を冷却する装置である。外部充電装置８０は、充電装置を提供する。ただし、外部充電装置８０は、急速充電が可能な充電装置に限られない。例えば、急速充電機能のない家庭用のコンセントを用いた充電装置を用いてもよい。
The vehicle 2 is connected to the
電力供給部８１は、二次電池５４に供給するための電力を出力する。電力供給部８１は、急速充電モードと通常充電モードの２つの充電モードを備えている。急速充電モードは、通常充電モードよりも大きな電流を流して、通常充電モードよりも短時間で二次電池５４の充電を完了させる充電モードである。電力供給部８１は、電力供給ケーブル８２を介して車両２と接続されている。
The
熱媒体供給部８５は、内部に冷却機構を備えており、車両２に供給する前の外部熱媒体を低温の状態に維持している。外部熱媒体は、例えば水である。外部熱媒体は、流体であればよく、不凍液や空気などの気体を外部熱媒体としてもよい。熱媒体供給部８５は、二次電池５４を冷却するための外部熱媒体を送り出す。熱媒体供給部８５は、熱媒体供給ケーブル８６を介して車両２と接続されている。
The heat
二次電池５４は、車両２の走行に伴う放電で発熱して温度が上昇する。また、二次電池５４は、充電のために電流が流れることで発熱して温度が上昇する。特に、急速充電モードでの充電においては、通常充電モードよりも大きな電流が流れるため発熱量も大きく、二次電池５４の温度が上昇しやすい。二次電池５４は、高温環境下では劣化が進みやすく、二次電池５４の寿命が短くなりやすい。このため、二次電池５４が高温になった場合には、二次電池５４を冷却する必要がある。電池冷却システム１は、車両２に搭載される二次電池５４が高温である場合に冷却するシステムである。熱媒体供給部８５からの外部熱媒体の供給は、二次電池５４を冷却する電池冷却システム１の一部である。
The temperature of the
図２において、電池冷却システム１は、内部回路１０と電池冷却回路５０と外部回路６０とを備えている。内部回路１０は、空調用回路２０と冷却回路３０とを備えている。空調用回路２０は、車室内の空調運転を行う際に用いる回路である。冷却回路３０は、二次電池５４などの発熱部品を冷却する際に用いる回路である。内部回路１０を流れる内部熱媒体は、通常の冷却サイクルにおいては、外部に取り出されることがない。一方、外部回路６０を流れる外部熱媒体は、車両２に搭載されていない外部充電装置８０の熱媒体供給部８５から供給される。すなわち、内部回路１０は車両２の内部のみを熱媒体が循環する熱媒体回路であり、外部回路６０は、車両２の外部にも熱媒体が循環する熱媒体回路である。
In FIG. 2, the
空調用回路２０は、圧縮機１１と凝縮器１２と空調用熱交換器２３とを接続している。圧縮機１１は、気相の熱媒体を圧縮することで熱媒体の圧力と温度を上昇させる装置である。凝縮器１２は、気相の熱媒体の熱を放熱して温度を低下させることで凝縮して、液相の熱媒体にする凝縮装置である。空調用熱交換器２３は、液相の熱媒体を蒸発させて気相の熱媒体にすることで、周囲の熱を奪って周囲の温度を低下させる装置である。内部熱媒体は、空調用熱交換器２３において液相から気相に相変化する冷媒である。空調用熱交換器２３は、車室内を冷房する際に用いる冷房用の熱源である。すなわち、車室内の冷房が必要な場合には、空調用回路２０に内部熱媒体を循環させて冷房運転を行う。
The
空調用回路２０は、凝縮器１２から空調用熱交換器２３までの間に、空調用遮断弁２１と空調用膨張弁２２とを備えている。空調用遮断弁２１は、空調用回路２０の回路を開閉する弁である。空調用遮断弁２１が全閉状態の場合には、空調用回路２０は遮断された状態である。すなわち、空調用回路２０の空調用熱交換器２３に熱媒体が流れることができない状態である。空調用膨張弁２２は、空調用遮断弁２１と空調用熱交換器２３との間に設けられている。空調用膨張弁２２は、空調用回路２０を流れる熱媒体を膨張させて減圧させる弁である。空調用膨張弁２２は、弁開度を任意に調整可能な電子制御弁である。
The
冷却回路３０は、空調用回路２０と一部の回路を共通にしている。すなわち、冷却回路３０は、空調用回路２０における空調用遮断弁２１、空調用膨張弁２２、空調用熱交換器２３に対して並列に設けられている。言い換えると、冷却回路３０は、空調用遮断弁２１、空調用膨張弁２２、空調用熱交換器２３をバイパスして内部熱媒体を循環させるバイパス回路である。冷却回路３０は、凝縮器１２から圧縮機１１までの間に、冷却用遮断弁３１と冷却用膨張弁３２と内部熱交換器７１を備えている。空調用熱交換器２３と内部熱交換器７１とは、内部回路１０において、並列の関係にある。
The
冷却用遮断弁３１は、冷却回路３０の回路を開閉する弁である。冷却用遮断弁３１が全閉状態の場合には、冷却回路３０は遮断された状態である。すなわち、冷却回路３０の内部熱交換器７１に熱媒体が流れることができない状態である。冷却用膨張弁３２は、冷却用遮断弁３１と内部熱交換器７１との間に設けられている。冷却用膨張弁３２は、冷却回路３０を流れる熱媒体を膨張させて減圧させる弁である。冷却用膨張弁３２は、弁開度を任意に調整可能な電子制御弁である。内部熱交換器７１は、冷却回路３０を流れる内部熱媒体と後述する電池冷却回路５０を流れる熱媒体とを熱交換させる装置である。内部熱交換器７１は、冷却用熱交換器を提供する。
The cooling
電池冷却回路５０は、電池パック５１とポンプ５２と外部熱交換器７２と内部熱交換器７１とを接続している。電池パック５１のケーシング内部に収納された二次電池５４は、車両２の駆動に用いる電気エネルギーを蓄える装置である。ポンプ５２は、電池冷却回路５０の内部に充填された熱媒体を循環させる駆動源である。ポンプ５２は、出力の大きさを制御可能なウォーターポンプである。外部熱交換器７２は、電池冷却回路５０を流れる熱媒体と後述する外部回路６０を流れる外部熱媒体とを熱交換させる装置である。
The
二次電池５４は、配線を介して外部電力コネクタ５６と接続されている。外部電力コネクタ５６は、電力供給ケーブル８２と接続するためのコネクタである。外部電力コネクタ５６において、電力供給ケーブル８２が着脱自在に設けられている。すなわち、充電中は外部電力コネクタ５６に電力供給ケーブル８２が取り付けられてロックして固定された状態である。
The
電池パック５１は、温度センサ５３を備えている。温度センサ５３は、電池パック５１において、発熱部品である二次電池５４に直接取り付けられている。温度センサ５３は、電池パック５１における二次電池５４の温度を測定している。温度センサ５３は、電池パック５１のケーシングに取り付けるようにしてもよい。この場合、温度センサ５３は、ケーシング表面の温度から間接的に二次電池５４の温度を測定可能である。
The
外部回路６０は、外部熱交換器７２と外部熱媒体コネクタ６６とを備えている。外部熱媒体コネクタ６６は、熱媒体供給ケーブル８６と接続するためのコネクタである。外部熱媒体コネクタ６６において、熱媒体供給ケーブル８６が着脱自在に設けられている。すなわち、充電中は外部熱媒体コネクタ６６に熱媒体供給ケーブル８６が取り付けられてロックして固定された状態である。外部電力コネクタ５６と外部熱媒体コネクタ６６とは、近接して設けられることが好ましい。この場合、一回の着脱操作で、電力供給ケーブル８２と熱媒体供給ケーブル８６とをまとめてコネクタ５６、６６に着脱させることができる。
The
外部回路６０は、外部熱媒体コネクタ６６に熱媒体供給ケーブル８６が接続された状態で外部熱媒体が循環可能な熱媒体回路をなしている。すなわち、外部熱媒体コネクタ６６に熱媒体供給ケーブル８６が接続されていない状態では循環する回路が形成されておらず、外部回路６０を熱媒体が流れることができない状態である。外部回路６０には、熱媒体供給部８５で冷却された状態の低温の外部熱媒体が循環されることとなる。
The
電池冷却回路５０と内部回路１０とは、配管同士が互いに合流していない独立した熱媒体回路である。すなわち、電池冷却回路５０と内部回路１０との間で、内部を流れる熱媒体同士が混ざることが無い。内部熱交換器７１は、電池冷却回路５０と冷却回路３０とを隣接した状態で保持している。電池冷却回路５０と外部回路６０とは、配管同士が互いに合流していない独立した熱媒体回路である。すなわち、電池冷却回路５０と外部回路６０との間で、内部を流れる熱媒体同士が混ざることが無い。外部熱交換器７２は、電池冷却回路５０と外部回路６０とを隣接した状態で保持している。
The
内部熱交換器７１は、冷却回路３０をなす配管と電池冷却回路５０をなす配管とを熱交換させる装置である。外部熱交換器７２は、電池冷却回路５０をなす配管と外部回路６０をなす配管とを熱交換させる装置である。内部熱交換器７１と外部熱交換器７２とは、熱伝導性の高い材料により形成されている。内部熱交換器７１と外部熱交換器７２とは、一方の回路を流れる熱媒体の熱を配管を介して他方の回路を流れる熱媒体に与える装置である。熱交換器７１、７２は、例えばアルミニウム製のシート状の部材であって、配管同士の外側に巻きつけられて構成されている。これにより、配管同士を密着させるとともに熱交換器７１、７２を介して熱媒体同士の熱交換を促進させる。内部熱交換器７１と外部熱交換器７２とは、熱交換器を提供する。
The
電池冷却回路５０において、内部熱交換器７１と外部熱交換器７２とは、直列の関係に並んでいる。すなわち、電池冷却回路５０を流れる内部熱媒体は、内部熱交換器７１と外部熱交換器７２とのどちらか一方の熱交換器のみと熱交換を行うのではなく、両方の熱交換器と順番に熱交換を行う。
In the
図３において、制御部（ＥＣＵ）９０は、電池冷却システム１のセンサなどからの信号が入力される。制御部９０は、電池冷却システム１の制御内容を決定する演算処理を行う。制御部９０からは、電池冷却システム１を制御する信号が出力される。温度センサ５３と二次電池５４とは、制御部９０に接続されている。すなわち、電池パック５１の二次電池５４の温度は、制御部９０に入力される。また、二次電池５４の充電量は、制御部９０に入力される。
In FIG. 3, the control unit (ECU) 90 receives a signal from a sensor or the like of the
圧縮機１１と遮断弁２１、３１と膨張弁２２、３２とポンプ５２とは制御部９０に接続されている。すなわち、圧縮機１１は制御部９０によって駆動が制御される。言い換えると、制御部９０は、圧縮機１１のオンオフ制御と出力の強弱を変更する制御を行う。遮断弁２１、３１は、制御部９０によって全開状態と全閉状態とが切り替え制御される。膨張弁２２、３２は、制御部９０によって開度が任意に制御される。言い換えると、膨張弁２２、３２で熱媒体が減圧される大きさが制御される。ポンプ５２は、制御部９０によって駆動が制御される。言い換えると、制御部９０は、電池冷却回路５０における熱媒体の循環量を制御する。
The
外部充電装置８０は、制御部９０に接続されている。制御部９０は、電力供給部８１の電力供給量を制御する。また、制御部９０は、熱媒体供給部８５の熱媒体供給量を制御する。ただし、車両２には車両制御部を備え、外部充電装置８０には充電装置制御部を備え、車両制御部と充電装置制御部とを通信により連動させて、制御部９０を構成するようにしてもよい。
The
次に、電池冷却システム１の制御処理について説明する。図４において、外部充電装置８０による充電を開始する場合、ステップＳ１０１で電力供給ケーブル８２を外部電力コネクタ５６に接続する。また、熱媒体供給ケーブル８６を外部熱媒体コネクタ６６に接続する。ケーブル８２、８６は、コネクタ５６、６６に接続された状態でロックして固定された状態である。すなわち、使用者による解除動作が行われない限り、ケーブル８２、８６とコネクタ５６、６６とが離れない状態である。ケーブル８２、８６とコネクタ５６、６６との接続が完了した後、ステップＳ１０２に進む。
Next, the control process of the
ステップＳ１０２では、充電の必要があるか否かについて判断する。すなわち、二次電池５４の充電量が所定量以上であれば、充電の必要はないと判断して外部充電装置８０による充電を終了するため、ステップＳ１５１に進む。一方、二次電池５４の充電量が所定量未満であれば、充電の必要があると判断してステップＳ１０３に進む。ここで、充電の必要があるか否かを判断する所定量は例えば８０％である。すなわち、二次電池５４の最大充電容量に対して８０％未満であれば、充電の必要があると判断する。所定量は８０％に限られず、任意の値を設定可能である。また、使用者が充電時に所定量を設定するようにしてもよい。
In step S102, it is determined whether or not charging is necessary. That is, if the charge amount of the
ステップＳ１０３では、充電を開始する。すなわち、電力供給ケーブル８２を介して電力供給部８１の電力を二次電池５４に供給する。この時、供給される電力の大きさは、二次電池５４の状態もしくは、電力を供給する外部充電装置８０によって決まる。特に急速充電モードにおいては、供給可能な最大電力で充電を行い、短時間で二次電池５４を充電する。一方、通常充電モードにおいては、供給可能な最大電力よりも低い電力で充電を行い、長時間かけて二次電池５４を充電する。急速充電モードにおいては、通常充電モードよりも短時間で大きな電流を流すことになるため、二次電池５４が発熱しやすい。すなわち、二次電池５４の温度が高温になりやすい。二次電池５４への充電を開始した後、ステップＳ１１０に進む。
In step S103, charging is started. That is, the power of the
ステップＳ１１０では、後述する外部冷却モードで二次電池５４の冷却を行う。外部冷却モードは、外部回路６０によって二次電池５４の冷却を行う冷却モードである。外部冷却モードでの二次電池５４の冷却を実施した後、その冷却モードの状態を維持してステップＳ１１８に進む。
In step S110, the
ステップＳ１１８では、充電の必要があるか否かについて判断する。すなわち、二次電池５４の充電量が所定量以上であれば、充電の必要はないと判断して外部充電装置８０による充電を終了するため、ステップＳ１５１に進む。一方、二次電池５４の充電量が所定量未満であれば、充電の必要があると判断してステップＳ１１９に進む。
In step S118, it is determined whether or not charging is necessary. That is, if the charge amount of the
ステップＳ１１９では、温度センサ５３で測定した二次電池５４の温度が第１所定温度以上か否かを判断する。第１所定温度以上である場合には、二次電池５４が高温であって、さらなる冷却が必要であると判断してステップＳ１２０に進む。一方、第１所定温度未満である場合には、さらなる冷却は必要ないと判断してステップＳ１１０に戻る。すなわち、充電が完了するか、外部冷却モードでは第１所定温度未満に二次電池５４を冷却できなくなるまで、現在の外部冷却モードでの冷却を継続する。ここで、第１所定温度は、二次電池５４が正常に機能を発揮する冷却上限温度である。第１所定温度となる冷却上限温度は、二次電池５４に使われる材料や二次電池５４の形状などによって異なる。第１所定温度は、例えば６０℃である。
In step S119, it is determined whether or not the temperature of the
ステップＳ１２０では、後述する併用冷却モードで二次電池５４の冷却を行う。併用冷却モードは、冷却回路３０による冷却と外部回路６０による冷却との２つの冷却を併用して二次電池５４の冷却を行う冷却モードである。併用冷却モードでの二次電池５４の冷却を実施した後、その冷却モードの状態を維持してステップＳ１２７に進む。
In step S120, the
ステップＳ１２７では、充電の必要があるか否かについて判断する。すなわち、二次電池５４の充電量が所定量以上であれば、充電の必要はないと判断して外部充電装置８０による充電を終了するため、ステップＳ１５１に進む。一方、二次電池５４の充電量が所定量未満であれば、充電の必要があると判断してステップＳ１２８に進む。
In step S127, it is determined whether or not charging is necessary. That is, if the charge amount of the
ステップＳ１２８では、温度センサ５３で測定した二次電池５４の温度が第２所定温度以上か否かを判断する。第２所定温度以上である場合には、二次電池５４が冷却され過ぎている状態ではないと判断してステップＳ１２９に進む。一方、第２所定温度未満である場合には、二次電池５４が冷却され過ぎていると判断してステップＳ１１０に戻る。すなわち、併用冷却モードよりも冷却能力の低い外部冷却モードで二次電池５４の冷却を行い、必要以上の冷却を行わないようにする。ここで、第２所定温度は例えば４０℃である。ただし、第２所定温度をあらかじめ定めた固定値にするのではなく、第１所定温度から所定値だけ低い温度としてもよい。すなわち、第１所定温度よりも２０℃低い温度を第２所定温度とするなどしてもよい。第２所定温度は、冷却下限温度を提供する。
In step S128, it is determined whether or not the temperature of the
ステップＳ１２９では、温度センサ５３で測定した二次電池５４の温度が第１所定温度以上か否かを判断する。第１所定温度以上である場合には、二次電池５４が高温であって、さらなる冷却が必要であると判断してステップＳ１３０に進む。一方、第１所定温度未満である場合には、さらなる冷却は必要ないと判断してステップＳ１２０に戻る。すなわち、充電が完了するか、併用冷却モードでは第１所定温度未満に二次電池５４を冷却できなくなるまで、現在の併用冷却モードでの冷却を継続する。
In step S129, it is determined whether or not the temperature of the
ステップＳ１３０では、後述する保護冷却モードで二次電池５４の冷却を行う。保護冷却モードは、充電のために流す電流の大きさを制限した上で、冷却回路３０による冷却と外部回路６０による冷却との２つの冷却を併用して二次電池５４の冷却を行う冷却モードである。保護冷却モードでの二次電池５４の冷却を実施した後、その冷却モードの状態を維持してステップＳ１３８に進む。
In step S130, the
ステップＳ１３８では、充電の必要があるか否かについて判断する。すなわち、二次電池５４の充電量が所定量以上であれば、充電の必要はないと判断して外部充電装置８０による充電を終了するため、ステップＳ１５１に進む。一方、二次電池５４の充電量が所定量未満であれば、充電の必要があると判断してステップＳ１３９に進む。
In step S138, it is determined whether or not charging is necessary. That is, if the charge amount of the
ステップＳ１３９では、温度センサ５３で測定した二次電池５４の温度が第２所定温度以上か否かを判断する。第２所定温度以上である場合には、二次電池５４が冷却され過ぎている状態ではないと判断してステップＳ１３０に戻って、保護冷却モードを維持する。一方、第２所定温度未満である場合には、二次電池５４が冷却され過ぎていると判断してステップＳ１２０に戻る。すなわち、保護冷却モードではなく併用冷却モードで二次電池５４の冷却を行い、二次電池５４への充電の制限を行わないようにする。
In step S139, it is determined whether or not the temperature of the
図５において、充電の必要はないと判断されてステップＳ１５１に進むと、外部充電装置８０による充電を停止する。電力供給部８１からの電力供給を停止した後、電力供給ケーブル８２と外部電力コネクタ５６とのロックを解除する。すなわち、外部電力コネクタ５６から電力供給ケーブル８２を取り外し可能な状態とする。その後、ステップＳ１５２に進む。
In FIG. 5, when it is determined that charging is not necessary and the process proceeds to step S151, charging by the
ステップＳ１５２では、外部熱媒体の供給を停止する。すなわち、熱媒体供給部８５によって外部回路６０に外部熱媒体を循環させることを停止する。その後、ステップＳ１５３に進み、外部熱媒体回収を行う。外部熱媒体回収では、外部回路６０に残っている外部熱媒体を熱媒体供給部８５に回収する。外部熱媒体の回収方法としては、例えば、外部熱媒体を外部回路６０に供給する代わりに、空気などの流体を外部回路６０に供給して流体の力で外部熱媒体を押し出す方法がある。外部熱媒体の回収方法としては、上述の方法に限られず、あらかじめ外部回路６０を重力方向に傾斜させて車両２に設けておき、重力によって外部熱媒体を外部回路６０の外に移動させて回収するなどしてもよい。
In step S152, the supply of the external heat medium is stopped. That is, the heat
外部熱媒体の回収が完了した後、熱媒体供給ケーブル８６と外部熱媒体コネクタ６６とのロックを解除する。すなわち、外部熱媒体コネクタ６６から熱媒体供給ケーブル８６を取り外し可能な状態とする。ステップＳ１５３の完了後、外部充電装置８０による充電に伴う一連の制御を終了する。ここで、二次電池５４の温度が高い場合には、冷却回路３０に内部熱媒体を循環させて、内部熱交換器７１を用いた冷却を継続するようにしてもよい。
After the recovery of the external heat medium is completed, the lock between the heat
次に、ステップＳ１１０である外部冷却モードにおける電池冷却システム１の制御処理について説明する。図６において、外部冷却モードでの電池冷却を開始する場合、まず、ステップＳ１１１で冷却用遮断弁３１を全閉状態とする。すなわち、冷却回路３０に熱媒体が流れない状態とする。ここで、冷却用遮断弁３１を全閉状態とする代わりに、冷却用膨張弁３２を全閉状態に絞って冷却回路３０に熱媒体がほとんど流れないようにするなどしてもよい。冷却用遮断弁３１を全閉状態にした後、ステップＳ１１２に進む。
Next, the control process of the
ステップＳ１１２では、外部熱媒体を供給する。すなわち、熱媒体供給部８５で冷却された状態の外部熱媒体を、熱媒体供給部８５から熱媒体供給ケーブル８６を介して外部回路６０に供給する。外部回路６０に外部熱媒体が充填されていく過程で、外部回路６０内部における空気などの外部熱媒体以外の流体は、外部熱媒体に押し出されることとなる。あるいは、すでに外部回路６０に外部熱媒体が充填された状態である場合には、温度の上昇した古い外部熱媒体が、冷却された状態の新しい外部熱媒体に押し出されることとなる。外部熱媒体の供給後、ステップＳ１１３に進む。
In step S112, an external heat medium is supplied. That is, the external heat medium cooled by the heat
ステップＳ１１３では、外部熱媒体を外部回路６０に循環させる。すなわち、熱媒体供給部８５は、外部回路６０に冷却された状態の外部熱媒体を供給するとともに、外部回路６０を流れる過程で温度が上昇した状態の外部熱媒体を回収する。回収された外部熱媒体は、熱媒体供給部８５で冷却されて、再び外部回路６０に供給される。このように、外部回路６０には、熱媒体供給部８５で冷却された状態の低温の外部熱媒体が循環される。外部回路６０に外部熱媒体を循環させた状態でステップＳ１１４に進む。
In step S113, the external heat medium is circulated in the
ステップＳ１１４では、温度センサ５３を用いて二次電池５４の温度を測定する。温度センサ５３を二次電池５４に対して複数箇所に設けている場合には、複数の温度センサ５３のうち、最も高い温度を二次電池５４の温度とする。ただし、複数の温度センサ５３で測定した温度の平均値を二次電池５４の温度とするなどしてもよい。二次電池５４の温度を測定した後、ステップＳ１１５に進む。
In step S114, the temperature of the
ステップＳ１１５では、ポンプ５２の駆動力を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、ポンプ５２の駆動力を上げて電池冷却回路５０を循環する熱媒体の流量を増やす。これにより、電池冷却回路５０と二次電池５４との熱交換を促進させるとともに、電池冷却回路５０と外部回路６０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、ポンプ５２の駆動力を下げて電池冷却回路５０を循環する熱媒体の流量を減らす。これにより、外部回路６０による二次電池５４の冷却の効果を弱める。ポンプ５２の駆動力の調整を行った後、ステップＳ１１６に進む。
In step S115, the driving force of the
ステップＳ１１６では、熱媒体供給部８５での熱媒体供給量を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、熱媒体供給部８５の熱媒体供給量を増やして外部回路６０を循環する外部熱媒体の流量を増やす。これにより、電池冷却回路５０と外部回路６０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、熱媒体供給部８５の熱媒体供給量を減らして外部回路６０を循環する外部熱媒体の流量を減らす。これにより、二次電池５４の冷却を弱める。熱媒体供給部８５の調整が完了した状態での運転を維持した状態で、ステップＳ１１０の外部冷却モードの制御を終了する。
In step S116, the heat medium supply amount in the heat
ステップＳ１１６において、熱媒体供給量を調整する代わりに、外部熱媒体の冷却温度を調整するようにしてもよい。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、熱媒体供給部８５での外部熱媒体の冷却温度を下げて外部回路６０を循環する外部熱媒体の温度を低くする。これにより、電池冷却回路５０と外部回路６０との熱交換を促進させて、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、熱媒体供給部８５での外部熱媒体の冷却温度を上げて外部回路６０を循環する外部熱媒体の温度を高くする。これにより、外部回路６０による二次電池５４の冷却の効果を弱める。
In step S116, instead of adjusting the heat medium supply amount, the cooling temperature of the external heat medium may be adjusted. That is, when the temperature of the
ステップＳ１１４で測定した電池温度が外部冷却モードによる冷却が不要なほど低い場合には、ステップＳ１１５でのポンプ５２の駆動力をゼロとして熱媒体を循環させないようにしてもよい。この場合、ステップＳ１１６での熱媒体供給部８５での熱媒体供給量もゼロとして外部熱媒体を循環させないようにする。
When the battery temperature measured in step S114 is so low that cooling by the external cooling mode is unnecessary, the driving force of the
ステップＳ１１６での熱媒体供給部８５での熱媒体供給量の調整を行わず、熱媒体供給部８５からは常に一定の量の熱媒体を供給するようにしてもよい。この場合、外部熱媒体の冷却温度も常に一定とする。このように、熱媒体供給部８５の機能をなるべくシンプルにすることで、熱媒体供給部８５を小型化して外部充電装置８０の設置に必要な空間を小さくしやすい。
The heat
外部冷却モードにおける電池冷却システム１での熱媒体の流れについて以下に説明する。図２において、冷却用遮断弁３１は全閉状態であり、冷却回路３０には、内部熱媒体が循環しない状態である。また、電池冷却回路５０には、ポンプ５２の駆動によって熱媒体が循環する状態である。また、外部回路６０には、熱媒体供給部８５によって外部熱媒体が循環する状態である。電池冷却回路５０を流れる熱媒体は、外部熱交換器７２によって外部回路６０を流れる外部熱媒体と熱交換を行って冷却される。その後、冷却された熱媒体は、二次電池５４と熱交換を行って二次電池５４を冷却し、熱媒体は温度が上昇する。温度の上昇した熱媒体は、再び外部熱交換器７２で外部熱媒体に冷却され、一連の冷却サイクルを繰り返す。
The flow of the heat medium in the
外部冷却モードにおいては、冷却回路３０は、二次電池５４の冷却には寄与していない状態である。言い換えると、外部冷却モードにおいては、熱媒体供給部８５から供給した外部熱媒体によって二次電池５４の冷却を行う状態である。
In the external cooling mode, the cooling
外部熱交換器７２の内部においては、熱媒体と外部熱媒体とが互いに配管内部を対向流の関係で流れる。したがって、外部熱交換器７２の内部において、電池冷却回路５０を流れる熱媒体は、外部熱媒体と熱交換しながら徐々に温度が低下する。外部熱交換器７２の内部において、熱媒体の温度が高い外部熱交換器７２の入口付近では、熱媒体と熱交換を行った後のある程度温度が上昇した外部熱媒体と熱交換を行う。一方、外部熱交換器７２の内部において、熱媒体の温度が最も低下する外部熱交換器７２の出口付近においては、熱媒体と熱交換を行う前の温度が低い状態の外部熱媒体と熱交換を行う。
Inside the
次に、ステップＳ１２０である併用冷却モードにおける電池冷却システム１の制御処理について説明する。併用冷却モードは、外部冷却モードでは冷却能力が不足している場合に行う冷却モードである。図７において、併用冷却モードを開始する場合、まず、ステップＳ１２１で冷却用遮断弁３１を全開状態とする。すなわち、冷却回路３０に内部熱媒体が流れる状態とする。冷却用遮断弁３１を全開状態にした後、ステップＳ１２２に進んで、温度センサ５３を用いて二次電池５４の温度を測定する。二次電池５４の温度を測定した後、ステップＳ１２３に進む。
Next, the control process of the
ステップＳ１２３では、二次電池５４の温度に応じて冷却用膨張弁３２の開度を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、冷却用膨張弁３２の開度を大きくして冷却回路３０を循環する内部熱媒体の流量を増やす。これにより、冷却回路３０と電池冷却回路５０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、冷却用膨張弁３２の開度を小さくして冷却回路３０を循環する内部熱媒体の流量を減らす。これにより、冷却回路３０による二次電池５４の冷却の効果を弱める。冷却用膨張弁３２の開度調整を行った後、ステップＳ１２４に進む。
In step S123, the opening degree of the cooling
ステップＳ１２４では、圧縮機１１の駆動力を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、圧縮機１１の駆動力を増やして冷却回路３０を循環する内部熱媒体の流量を増やす。これにより、冷却回路３０と電池冷却回路５０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、圧縮機１１の駆動力を減らして冷却回路３０を循環する内部熱媒体の流量を減らす。これにより、二次電池５４の冷却を弱める。圧縮機１１の駆動力の調整後、ステップＳ１２５に進む。
In step S124, the driving force of the
ステップＳ１２５では、ポンプ５２の駆動力を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、ポンプ５２の駆動力を上げて電池冷却回路５０を循環する熱媒体の流量を増やす。これにより、電池冷却回路５０と二次電池５４との熱交換を促進させる。さらに、電池冷却回路５０と冷却回路３０との熱交換を促進させる。さらに、電池冷却回路５０と外部回路６０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、ポンプ５２の駆動力を下げて電池冷却回路５０を循環する熱媒体の流量を減らす。これにより、冷却回路３０と外部回路６０とによる二次電池５４の冷却の効果を弱める。ポンプ５２の駆動力の調整が完了した状態での運転を維持した状態で、ステップＳ１２０の併用冷却モードの制御を終了する。
In step S125, the driving force of the
併用冷却モードにおける電池冷却システム１での熱媒体の流れについて以下に説明する。図２において、冷却用遮断弁３１は全開状態であり、冷却回路３０には、内部熱媒体が循環する状態である。また、電池冷却回路５０には、ポンプ５２の駆動によって熱媒体が循環する状態である。また、外部回路６０には、熱媒体供給部８５によって外部熱媒体が循環する状態である。
The flow of the heat medium in the
電池冷却回路５０を流れる熱媒体は、外部熱交換器７２によって外部回路６０を流れる外部熱媒体と熱交換を行って冷却される。さらに、電池冷却回路５０を流れる熱媒体は、冷却回路３０を流れる内部熱媒体と内部熱交換器７１で熱交換を行って冷却される。この時、冷却回路３０を流れる内部熱媒体は、冷却用膨張弁３２で膨張されて温度が下がった状態である。内部熱交換器７１では、冷却回路３０を流れる内部熱媒体と電池冷却回路５０を流れる熱媒体とが熱交換して、冷却回路３０を流れる内部熱媒体が蒸発する。これにより、冷却回路３０を流れる内部熱媒体が電池冷却回路５０を流れる熱媒体から気化熱を奪う。すなわち、電池冷却回路５０を流れる熱媒体を冷却する。内部熱交換器７１では、液相と気相との相変化に伴う潜熱分の冷却能力と、内部熱媒体の温度変化に伴う顕熱分の冷却能力とが得られる。一方、外部熱交換器７２では相変化を行わないため、熱媒体の温度変化に伴う顕熱分の冷却能力が得られる。すなわち、内部熱交換器７１での冷却能力は、外部熱交換器７２での冷却能力よりも高く設定しやすい。
The heat medium flowing through the
内部熱交換器７１での熱交換で冷却された熱媒体は、二次電池５４との熱交換を行って二次電池５４から熱を奪って冷却する。これにより、熱媒体の温度は上昇する。温度の上昇した熱媒体は、再び外部熱交換器７２と内部熱交換器７１との２つの熱交換器で冷却され、一連の冷却サイクルを繰り返す。併用冷却モードにおいては、冷却回路３０と外部回路６０との両方の熱媒体回路が二次電池５４の冷却に寄与している状態である。
The heat medium cooled by the heat exchange in the
電池冷却回路５０を流れる熱媒体の流れの向きにおいて、内部熱交換器７１は、外部熱交換器７２よりも下流に位置している。すなわち、電池冷却回路５０を流れる熱媒体は、外部熱交換器７２と熱交換して冷却された後、内部熱交換器７１と熱交換して冷却される。言い換えると、二次電池５４に流れ込む直前の熱媒体は、内部熱交換器７１と熱交換した直後の状態である。
The
併用冷却モードにおいては、熱媒体供給部８５は一定の冷却能力で運転を行う。すなわち、熱媒体供給部８５の冷却能力を最大とした状態で運転を行う。したがって、二次電池５４の冷却能力の調整は、圧縮機１１と冷却用膨張弁３２とポンプ５２とを調整することで行う。ただし、ポンプ５２の出力を固定して圧縮機１１と冷却用膨張弁３２とで冷却能力を調整するようにしてもよい。
In the combined cooling mode, the heat
次に、ステップＳ１３０である保護冷却モードにおける電池冷却システム１の制御処理について説明する。保護冷却モードは、併用冷却モードでは冷却能力が不足している場合に行う冷却モードである。図８において、保護冷却モードを開始する場合、まず、ステップＳ１３１で冷却用遮断弁３１を全開状態とする。すなわち、冷却回路３０に内部熱媒体が流れる状態とする。冷却用遮断弁３１を全開状態にした後、ステップＳ１３２に進んで、温度センサ５３を用いて二次電池５４の温度を測定する。二次電池５４の温度を測定した後、ステップＳ１３３に進む。
Next, the control process of the
ステップＳ１３３では、二次電池５４の温度に応じて冷却用膨張弁３２の開度を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、冷却用膨張弁３２の開度を大きくして冷却回路３０を循環して内部熱交換器７１に流入する内部熱媒体の量を増やす。これにより、冷却回路３０と電池冷却回路５０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、冷却用膨張弁３２の開度を小さくして冷却回路３０を循環する内部熱媒体の流量を減らす。これにより、冷却回路３０による二次電池５４の冷却の効果を弱める。冷却用膨張弁３２の開度調整を行った後、ステップＳ１３４に進む。
In step S133, the opening degree of the cooling
ステップＳ１３４では、圧縮機１１の駆動力を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、圧縮機１１の駆動力を増やして冷却回路３０を循環して内部熱交換器７１に流入する内部熱媒体の量を増やす。これにより、冷却回路３０と電池冷却回路５０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、圧縮機１１の駆動力を減らして冷却回路３０を循環する内部熱媒体の流量を減らす。これにより、二次電池５４の冷却を弱める。圧縮機１１の駆動力の調整後、ステップＳ１３５に進む。
In step S134, the driving force of the
ステップＳ１３５では、ポンプ５２の駆動力を調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高い場合には、ポンプ５２の駆動力を上げて電池冷却回路５０を循環する熱媒体の流量を増やす。これにより、電池冷却回路５０と二次電池５４との熱交換を促進させる。さらに、電池冷却回路５０と冷却回路３０との熱交換を促進させる。さらに、電池冷却回路５０と外部回路６０との熱交換を促進させる。すなわち、二次電池５４をより強く冷却する。一方、二次電池５４の温度が低い場合には、ポンプ５２の駆動力を下げて電池冷却回路５０を循環する熱媒体の流量を減らす。これにより、冷却回路３０と外部回路６０とによる二次電池５４の冷却の効果を弱める。ポンプ５２の駆動力の調整が完了した後、ステップＳ１３６に進む。
In step S135, the driving force of the
ステップＳ１３６では、電力供給部８１での電力供給量を調整する。すなわち、電力供給部８１により二次電池５４に充電する際の電流の大きさを制限する。例えば、急速充電における電流の大きさの上限を通常の急速充電時の５０％に制限する。これにより、二次電池５４に対して一度に流れる電流の大きさを低減する。言い換えると、二次電池５４を充電する際に流れる電流で発熱する発熱量を低減する。電力供給部８１の電力供給量の調整が完了した状態での運転を維持した状態で、ステップＳ１３０の保護冷却モードの制御を終了する。
In step S136, the amount of power supplied by the
ステップＳ１３６において、電流値の上限を低く制限するのではなく、通常の急速充電モードにおける電流の５０％相当の電流を流すなどして電力供給を制限してもよい。あるいは、電流値の大きさを制限するのではなく、連続して電流を流す時間を制限するようにしてもよい。すなわち、電流を流さない時間を設けて、充電に伴う二次電池５４の発熱を止めることで二次電池５４の冷却に専念する時間を設けるようにしてもよい。
In step S136, instead of limiting the upper limit of the current value to a low value, the power supply may be limited by passing a current equivalent to 50% of the current in the normal quick charging mode. Alternatively, instead of limiting the magnitude of the current value, the time for continuous current flow may be limited. That is, a time during which no current flows may be provided to stop the heat generation of the
上述した実施形態によると、二次電池５４が充電されている場合に内部回路１０と外部回路６０との両方の熱媒体回路を用いて二次電池５４を冷却する。このため、内部回路１０による冷却能力と外部回路６０による冷却能力とを合わせた冷却能力で二次電池５４を冷却できる。したがって、内部回路１０を単独で用いて冷却をする場合や外部回路６０を単独で用いて冷却する場合に比べて、冷却能力を高めることができる。言い換えると、二次電池５４の冷却に必要な能力を下回らない範囲で、内部回路１０と外部回路６０との冷却能力を低く設定することができる。特に、外部回路６０による冷却のみで二次電池５４を冷却する必要がないため、外部回路６０の冷却能力の上限を低く設定することができる。言い換えると、熱媒体供給部８５の冷凍能力を低減しやすい。したがって、熱媒体供給部８５を備えた外部充電装置８０を小型化しやすい。
According to the above-described embodiment, when the
温度センサ５３での測定温度に基づいて、内部回路１０による冷却能力を調整している。言い換えると、車両２の空調用に搭載されている圧縮機１１と冷却用膨張弁３２の絞り量を調整することで二次電池５４を冷却する能力を調整している。このため、外部充電装置８０の熱媒体供給部８５において、冷却能力を調整する機能を省略できる。したがって、外部充電装置８０の機能を単純にして装置を小型化しやすい。
The cooling capacity of the
温度センサ５３での測定温度が冷却下限温度である第２所定温度未満であれば、内部回路１０による二次電池５４の冷却を停止する。このため、不必要に二次電池５４を冷却しすぎることによる過大な電力消費を抑制できる。
If the temperature measured by the
外部熱交換器７２において、電池冷却回路５０をなす配管を流れる熱媒体の流れの向きと、外部回路６０をなす配管を流れる外部熱媒体の流れの向きとが対向した向きである。言い換えると、外部熱交換器７２において、熱媒体と外部熱媒体とは互いに対向流の関係で流れている。このため、並行流で流れる場合に比べて、外部熱交換器７２における熱交換の効率を高めることができる。したがって、電池冷却回路５０を流れる熱媒体をより効率的に冷却して、二次電池５４の冷却を安定させることができる。すなわち、二次電池５４の温度が上昇することによる電池性能の劣化を低減することができる。
In the
内部熱交換器７１と外部熱交換器７２とは、電池冷却回路５０において、直列に設けられている。このため、電池冷却回路５０を流れる熱媒体は、内部熱交換器７１による冷却と外部熱交換器７２による冷却とを順番に受けることとなる。したがって、片方の熱交換器が故障した場合であっても、残りの熱交換器で冷却を継続することができる。したがって、二次電池５４の温度を安定して所定の温度範囲内に制御しやすい。
The
ポンプ５２による電池冷却回路５０での熱媒体の流れの向きにおいて、外部熱交換器７２、内部熱交換器７１、二次電池５４の順に熱媒体が流れるように配置されている。言い換えると、外部熱交換器７２は、内部熱交換器７１の上流に位置している。また、内部熱交換器７１は、二次電池５４の上流に位置している。すなわち、内部熱交換器７１を流れた直後の熱媒体は、二次電池５４に流れ込む。このため、外部熱交換器７２の冷却能力が低い場合であっても、内部熱交換器７１で十分に冷却された状態の熱媒体を二次電池５４に循環させることができる。
In the direction of flow of the heat medium in the
内部熱交換器７１は、冷却回路３０を流れる内部熱媒体を液相から気相に相変化させる。このため、内部熱交換器７１では、液相と気相との相変化に伴う潜熱分の冷却能力と、内部熱媒体の温度変化に伴う顕熱分の冷却能力とを合わせた高い冷却能力が得られる。したがって、液相と気相との相変化を行わない場合に比べて、二次電池５４を効率的に冷却することができる。
The
冷却回路３０を流れる内部熱媒体は、車両２の空調運転に使われる内部熱媒体と同じものである。すなわち、空調用回路２０の圧縮機１１や凝縮器１２を用いて、二次電池５４の冷却を行うことができる。このため、空調用と二次電池５４の冷却用とで圧縮機１１などの部品を別々に設ける必要がなく、車両２のスペースを有効に活用できる。
The internal heat medium flowing through the
冷却回路３０と外部回路６０とは、二次電池５４を直接冷却するのではなく、電池冷却回路５０を冷却することで二次電池５４を間接的に冷却している。このため、冷却回路３０と外部回路６０とのそれぞれの配管を二次電池５４に直接的に熱交換できるように設ける必要がない。言い換えると、冷却回路３０や外部回路６０の配管の長さを短くできる。特に外部回路６０においては、熱媒体供給や熱媒体回収に伴う振動が発生した場合であっても、振動が大きくなりにくい。あるいは、振動を吸収する部材を設置する量を少なくすることができる。
The
外部回路６０は、内部回路１０や電池冷却回路５０と独立した回路である。このため、外部回路６０を流れる外部熱媒体が内部回路１０を流れる内部熱媒体と混ざることがない。また、外部回路６０を流れる外部熱媒体が電池冷却回路５０を流れる熱媒体と混ざることがない。したがって、外部熱媒体に異物が混入していた場合であっても、その異物が内部回路１０や電池冷却回路５０に流入することがない。よって、電池冷却システム１の冷却能力を安定して発揮できる。
The
内部回路１０は、空調用回路２０と冷却回路３０とを備えており、共通の内部熱媒体を循環させている。このため、空調用回路２０に流れる内部熱媒体を減らして、冷却回路３０を流れる内部熱媒体を増やすことで、二次電池５４の冷却能力を大きく確保することができる。すなわち、車室内を空調する能力を一時的に低くすることで、二次電池５４を冷却する能力を一時的に高めることができる。したがって、冷却回路３０に流れる内部熱媒体の量を調整して、二次電池５４を冷却する強さを広い範囲で調整可能である。
The
併用冷却モードでも冷却能力が不足する場合には、保護冷却モードに移行する。このため、冷却能力が低い場合であっても、二次電池５４の発熱を抑えることで二次電池５４の温度を適切な温度範囲内に収めることができる。したがって、充電に伴って二次電池５４が高温になることにより、二次電池５４が劣化することを抑えることができる。
If the cooling capacity is insufficient even in the combined cooling mode, the mode shifts to the protective cooling mode. Therefore, even when the cooling capacity is low, the temperature of the
外部熱媒体の回収を行わずに、外部熱媒体が車両２に残った状態で充電を完了させてもよい。この場合、外部熱媒体が外部回路６０から漏れ出さないように外部熱媒体コネクタ６６を塞ぐ蓋を設ける。すなわち、熱媒体供給ケーブル８６を外部熱媒体コネクタ６６に接続する前に蓋を開いて、外部回路６０に外部熱媒体を供給できるようにする。また、熱媒体供給ケーブル８６を外部熱媒体コネクタ６６から取り外した後に蓋を閉じて、外部回路６０から外部熱媒体が漏れ出さないようにする。これによると、外部熱媒体を回収する必要がない。このため、外部充電装置８０での充電後、速やかに車両２を走行可能な状態にすることができる。
Charging may be completed with the external heat medium remaining in the vehicle 2 without recovering the external heat medium. In this case, a lid for closing the external
膨張弁２２、３２について電子制御弁を用いて説明したが、温度自動膨張弁を用いてもよい。温度自動膨張弁を用いた場合には、熱交換器２３、７１の出口における内部回路１０を流れる内部熱媒体の過熱度を検知する。この過熱度の値が一定になるように温度自動膨張弁の開度を制御する。また、膨張弁２２、３２に代えて、キャピラリチューブなどの固定絞りを用いて内部回路１０を構成するようにしてもよい。この場合、内部熱媒体が液相の状態で圧縮機１１に吸い込まれてしまう液バック現象を防止するため、内部熱交換器７１と圧縮機１１との間にアキュムレータを設けるとよい。これによると、冷却用膨張弁３２を廃止できるため、制御部９０での制御を簡略化することができる。
Although the
上述した実施形態において、外部熱交換器７２で電池冷却回路５０をなす配管を流れる熱媒体の流れの向きと、外部回路６０をなす配管を流れる外部熱媒体の流れの向きとは、対向流に限られない。すなわち、外部熱交換器７２において、電池冷却回路５０をなす配管を流れる熱媒体の流れの向きと、外部回路６０をなす配管を流れる外部熱媒体の流れの向きとが並行となる並行流でもよい。あるいは、外部熱交換器７２を二重管構造の熱交換装置として、内側の配管と外側の配管とにそれぞれ外部回路６０を流れる外部熱媒体と電池冷却回路５０を流れる熱媒体とを流して熱交換させてもよい。
In the above-described embodiment, the direction of the flow of the heat medium flowing through the pipe forming the
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、１つの冷却用熱交換器２７１を用いて冷却回路３０と電池冷却回路５０との熱交換と、外部回路６０と電池冷却回路５０との熱交換を行っている。また、電池冷却回路５０にラジエータ２５４を備えている。
Second Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment. In this embodiment, one
図９において、冷却用熱交換器２７１が、冷却回路３０と電池冷却回路５０と外部回路６０とにまたがって配置されている。冷却用熱交換器２７１では、冷却回路３０を流れる内部熱媒体の流れと電池冷却回路５０を流れる熱媒体の流れとが、互いに対向流の関係である。また、外部回路６０を流れる外部熱媒体の流れと電池冷却回路５０を流れる熱媒体の流れとが、互いに対向流の関係である。したがって、熱媒体回路の配管同士を熱交換させる冷却用熱交換器２７１は、熱媒体が対向流で流れる状態で熱交換を行う装置である。冷却用熱交換器２７１は、内部熱交換器を提供する。冷却用熱交換器２７１は、外部熱交換器を提供する。
In FIG. 9, the
冷却用熱交換器２７１は、冷却回路３０と外部回路６０との熱交換を行って、冷却回路３０によって外部回路６０を冷却することができる。この場合、外部回路６０を流れる外部熱媒体を冷却回路３０でも冷却できるため、熱媒体供給部８５での熱媒体冷却に要する負荷を軽減することができる。ただし、冷却用熱交換器２７１にスリットを設けるなどして、冷却回路３０と外部回路６０とが積極的に熱交換を行わないようにしてもよい。これによると、冷却回路３０と外部回路６０との冷却効果を電池冷却回路５０の冷却に集中させやすい。
The
電池冷却回路５０に、ラジエータ２５４が設けられている。ラジエータ２５４は、二次電池５４と外部熱交換器７２との間に設けられている。ラジエータ２５４は、熱媒体と空気とを熱交換して熱媒体を冷やす空冷式の熱交換装置である。ただし、ラジエータ２５４の表面にミストを噴射してラジエータ２５４の温度を低く保つ機能を持たせてもよい。あるいは、ラジエータ２５４の熱媒体と水とを熱交換させる水冷式の熱交換装置としてもよい。
A
電池冷却回路５０での熱媒体の流れについて、併用冷却モードの場合を例に説明する。二次電池５４を流出した熱媒体は、ポンプ５２によって電池冷却回路５０の内部を循環する。ポンプ５２から送られた温度の高い熱媒体は、まず、ラジエータ２５４で周りの空気と熱交換して冷却される。その後、冷却用熱交換器２７１に送られる。
The flow of the heat medium in the
熱媒体は、冷却用熱交換器２７１において、外部熱媒体と熱交換して冷却される。その後、冷却回路３０を流れる内部熱媒体と熱交換してさらに低温に冷却される。この時、冷却用熱交換器２７１において、冷却回路３０を流れる内部熱媒体の流れと電池冷却回路５０を流れる熱媒体の流れとは、対向流の関係で流れる。このため、並行流で流れる場合に比べてより効率的に熱交換を行うことができる。冷却用熱交換器２７１で冷却された熱媒体は、二次電池５４に流入して二次電池５４から熱を奪う。二次電池５４を冷却した熱媒体は、再びラジエータ２５４に流入して、一連の冷却のサイクルを繰り返す。
The heat medium is cooled by exchanging heat with an external heat medium in the
上述した実施形態によると、電池冷却回路５０に、ラジエータ２５４が設けられている。このため、二次電池５４を通過したことで高温となった熱媒体を、冷却用熱交換器２７１で直接冷やすのではなく、ラジエータ２５４で外気温に近い温度まで冷却してから冷却用熱交換器２７１で冷却できる。したがって、ラジエータ２５４による冷却能力の分、冷却用熱交換器２７１での冷却能力を低減できる。言い換えると、外部回路６０による冷却能力をあらかじめ低く設定できるため、外部充電装置８０を小型化できる。
According to the above-described embodiment, the
ポンプ５２による熱媒体の流れにおいて、ラジエータ２５４、冷却用熱交換器２７１、二次電池５４の順に熱媒体が流れるように配置されている。このため、熱媒体の熱を段階的に奪って冷却することができる。
In the flow of the heat medium by the
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、冷却回路３０が二次電池３５４を直接冷却している。
Third Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment. In this embodiment, the cooling
図１０において、二次電池３５４は、冷却回路３０と電池冷却回路５０とにまたがって配置されている。すなわち、二次電池３５４は、内部回路１０の一部である冷却回路３０によって直接冷却されるとともに、電池冷却回路５０によっても直接冷却される。このため、二次電池３５４は、主に冷却回路３０によって冷却される部分と、主に電池冷却回路５０によって冷却される部分とに分かれる。
In FIG. 10, the
内部熱交換器３７１は、冷却回路３０の配管を電池パック３５１に接触させるように設けられている。すなわち、内部熱交換器３７１は、冷却回路３０の配管を電池パック３５１に対して密着させる部材である。内部熱交換器３７１は、熱伝導性の高い材料からなるシート状の伝熱板である。内部熱交換器３７１は、電池パック３５１と冷却回路３０の配管とを熱交換させる。内部熱交換器３７１は、冷却用熱交換器を提供する。
The
二次電池３５４において、冷却回路３０の配管と接触する部分の近傍には、第１温度センサ３５３ａが設けられている。第１温度センサ３５３ａは、冷却回路３０によって冷却された二次電池３５４の温度を測定する。二次電池３５４において、電池冷却回路５０の配管と接触する部分の近傍には、第２温度センサ３５３ｂが設けられている。第２温度センサ３５３ｂは、電池冷却回路５０によって冷却された二次電池３５４の温度を測定する。第１温度センサ３５３ａと第２温度センサ３５３ｂとで測定した温度に基づいて二次電池３５４全体の温度を算出する。第１温度センサ３５３ａと第２温度センサ３５３ｂとは、温度センサを提供する。
In the
冷却回路３０において、冷却用膨張弁３２で減圧された液相の内部熱媒体は、二次電池３５４と熱交換して気相に相変化する。すなわち、冷却回路３０を流れる内部熱媒体は、二次電池３５４から気化熱を奪って冷却する。一方、電池冷却回路５０を流れる液相の熱媒体は、外部回路６０を流れる外部熱媒体との熱交換で冷却された後、二次電池３５４を冷却する。この時、二次電池３５４と熱交換した後でも液相の熱媒体は蒸発せず、液相のまま電池冷却回路５０を循環する。すなわち、外部回路６０よりも冷却回路３０の方が電池冷却回路５０からより多くの熱を奪って二次電池３５４を冷却しやすい。
In the
第１温度センサ３５３ａで測定した温度と第２温度センサ３５３ｂで測定した温度との両方の温度が高い場合には、冷却回路３０と電池冷却回路５０と外部回路６０とを用いた冷却を行う。第１温度センサ３５３ａで測定した温度のみが高い場合には、冷却回路３０を用いた冷却を行い、電池冷却回路５０と外部回路６０を用いた冷却を停止する。一方、第２温度センサ３５３ｂで測定した温度のみが高い場合には、電池冷却回路５０と外部回路６０とを用いた冷却を行い、冷却回路３０を用いた冷却を停止する。
When both the temperature measured by the
上述した実施形態によると、二次電池３５４は、冷却回路３０と電池冷却回路５０とにまたがって配置されている。このため、二次電池３５４において冷却が必要な箇所に絞って、二次電池３５４を冷却できる。また、冷却回路３０を流れる内部熱媒体が二次電池３５４から直接気化熱を奪えるため、間接的に冷却を行う場合に比べて二次電池３５４を強く冷却することができる。また、電池冷却回路５０のポンプ５２が故障した場合であっても、冷却回路３０を用いて二次電池３５４の冷却を継続することができる。
According to the above-described embodiment, the
冷却回路３０での冷却効果を二次電池３５４が直接受ける。このため、冷却回路３０での冷却効果を電池冷却回路５０を介して間接的に受ける場合に比べて、二次電池３５４をより素早く冷却しやすい。また、二次電池３５４をより強力に冷却しやすい。
The
内部熱交換器３７１から二次電池３５４までの間に空間を設けて、内部熱交換器３７１から二次電池３５４に向かう向きに風を送る送風機を設けてもよい。この場合、二次電池３５４を内部熱交換器３７１で直接冷やすのではなく、冷却風を介して二次電池３５４を冷やすこととなる。このため、二次電池３５４が局所的に冷えすぎることによって温度分布が偏ってしまうことを抑制できる。言い換えると、二次電池３５４の全体を均一に冷やして、温度ムラを発生させにくい。したがって、二次電池３５４の性能が場所によって大きなバラツキが生じることを抑制できる。
A space may be provided between the
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、冷却用熱交換器４７１が冷却回路３０と電池冷却回路５０と外部回路６０とを熱交換させている。
Fourth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In this embodiment, the
図１１において、冷却回路３０と電池冷却回路５０と外部回路６０とは、冷却用熱交換器４７１で互いに熱交換可能に設けられている。すなわち、冷却用熱交換器４７１は、冷却回路３０をなす配管と電池冷却回路５０をなす配管と外部回路６０をなす配管との３つの配管を互いに熱交換させる装置である。冷却用熱交換器４７１は、内部熱交換器を提供する。冷却用熱交換器４７１は、外部熱交換器を提供する。
In FIG. 11, the cooling
冷却用熱交換器４７１は、電池冷却回路５０を流れる熱媒体を冷却する熱交換器である。冷却用熱交換器４７１において、外部回路６０を流れる外部熱媒体は、電池冷却回路５０を流れる熱媒体と熱交換して、熱媒体から熱を奪って温度を低下させる。冷却用熱交換器４７１において、冷却回路３０を流れる減圧された内部熱媒体は、電池冷却回路５０を流れる熱媒体と熱交換して、熱媒体から気化熱を奪って蒸発する。冷却用熱交換器４７１においては、この２つの熱交換による冷却を行い、電池冷却回路５０を流れる熱媒体の温度を下げる。言い換えると、冷却用熱交換器４７１は、電池冷却回路５０に対する２つの熱交換箇所を並列に設ける熱交換器である。
The
上述した実施形態によると、冷却回路３０による冷却と外部回路６０による冷却との２つの冷却能力を、二次電池５４に熱媒体が流入する直前に集中させることができる。すなわち、二次電池５４に流入する直前で内部熱媒体を最も冷えた状態にしやすい。また、冷却回路３０と電池冷却回路５０と外部回路６０とを１つの熱交換器で熱交換させるため、複数の熱交換器を設ける必要がない。すなわち、電池冷却システム１の部品点数を削減できる。
According to the above-described embodiment, the two cooling capacities of cooling by the cooling
第５実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、充電を開始する前に電池冷却を開始している。また、充電を停止する前に外部熱媒体を回収している。
Fifth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In this embodiment, battery cooling is started before charging is started. In addition, the external heat medium is collected before the charging is stopped.
図１２において、外部充電装置８０による充電を開始する場合、ステップＳ５０１で電力供給ケーブル８２を外部電力コネクタ５６に接続する。また、熱媒体供給ケーブル８６を外部熱媒体コネクタ６６に接続する。これにより、二次電池５４への充電と二次電池５４の冷却が可能な状態とする。接続後、ステップＳ５０２に進む。
In FIG. 12, when charging by the
ステップＳ５０２では、二次電池５４の冷却を開始する。すなわち、熱媒体供給部８５から外部熱媒体を供給するとともにポンプ５２を駆動して、外部回路６０を用いた外部冷却モードで二次電池５４を冷却する。ただし、外部冷却モードではなく、最初から冷却回路３０と外部回路６０との２つの熱媒体回路を併用する併用冷却モードで冷却を開始してもよい。二次電池５４の冷却を開始した後、ステップＳ５０３に進む。
In step S502, cooling of the
ステップＳ５０３では、温度センサ５３で測定した二次電池５４の温度が第１所定温度未満であるか否かを判断する。二次電池５４の温度が第１所定温度未満である場合には、二次電池５４が低温であって、充電を開始可能な温度まで冷えた状態であると判断してステップＳ５０９に進む。一方、走行直後などで二次電池５４の温度が第１所定温度以上である場合には、充電を開始できる温度まで冷却されていないと判断してステップＳ５０２に戻る。すなわち、充電を開始できる温度に二次電池５４が冷却できるまで、二次電池５４の冷却を継続する。
In step S503, it is determined whether or not the temperature of the
ステップＳ５０９では、二次電池５４に対して充電を開始する。この時、二次電池５４は冷却が維持された状態であるため、二次電池５４の冷却を行っていない場合に比べて温度が上昇しにくい状態である。充電を開始した後、ステップＳ５１０で二次電池５４の温度を測定する。二次電池５４の温度を測定した後、ステップＳ５１１に進む。
In step S509, charging of the
ステップＳ５１１では、冷却モードを調整する。すなわち、二次電池５４の温度が高くより強い冷却が必要であれば、現在の冷却モードよりも冷却能力の高い状態に調整する。すなわち、外部冷却モードを併用冷却モードに変更する。あるいは、併用冷却モードを保護冷却モードに変更する。あるいは、ポンプ５２の出力を大きくして熱媒体の循環量を増やすなどして、冷却能力を高くして二次電池５４が上限温度を越えないように調整する。一方、二次電池５４の温度が低く冷却が過剰であれば、現在の冷却モードよりも冷却能力の低い状態に調整する。すなわち、保護冷却モードを併用冷却モードに変更する。あるいは、併用冷却モードを外部冷却モードに変更する。あるいは、ポンプ５２の出力を小さくして熱媒体の循環量を減らすなどして、冷却能力を低くして二次電池５４を過剰に冷却することがないように調整する。冷却モードの調整を行った後、ステップＳ５２０に進む。
In step S511, the cooling mode is adjusted. That is, if the temperature of the
ステップＳ５２０では、充電残時間を算出する。充電残時間とは、現時点から充電が完了するまでに要する時間である。充電残時間は、現時点での二次電池５４の充電量と充電に用いる電流値により算出される。例えば、充電が完了したと判断する充電量が８０％であって、１％の充電に１分の時間を要する場合であれば、現在の充電量が５０％の時には、充電残時間は３０分と算出できる。現在の充電量が７５％の時には、充電残時間は、５分と算出できる。ただし、充電が進むほど、二次電池５４に供給可能な電流値は小さくなる傾向にあるため、充電量に応じて１％の充電に要する時間を適宜補正することが好ましい。充電残時間の算出後、ステップＳ５２１に進む。
In step S520, the remaining charging time is calculated. The remaining charging time is the time required from the present time to the completion of charging. The remaining charging time is calculated from the current charge amount of the
ステップＳ５２１では、算出した充電残時間が所定時間よりも短いか否かを判断する。充電残時間が所定時間よりも長い場合には、充電完了までにまだ多くの時間を要すると判断して、ステップＳ５１０に戻って充電および冷却を継続する。一方、充電残時間が所定時間よりも短い場合には、充電があと少しの時間で完了すると判断して、外部回路６０を用いた冷却を停止するため、ステップＳ５３０に進む。ここで、所定時間とは、外部熱媒体の回収に必要な時間に相当する時間である。すなわち、外部回路６０内の外部熱媒体を回収して、外部回路６０の内部に外部熱媒体が残っていない状態にするまでに要する時間である。所定時間は、熱媒体回収に必要な時間よりも若干長い時間である。所定時間は、外部回路６０の長さや、外部熱媒体を回収する際の熱媒体回収装置の能力に依存するが、例えば３分である。
In step S521, it is determined whether or not the calculated remaining charge time is shorter than the predetermined time. If the remaining charging time is longer than the predetermined time, it is determined that it still takes a long time to complete charging, and the process returns to step S510 to continue charging and cooling. On the other hand, when the remaining charging time is shorter than the predetermined time, it is determined that the charging will be completed in a short time, and the process proceeds to step S530 to stop the cooling using the
ステップＳ５３０では、外部熱媒体の供給を停止する。さらに、ステップＳ５３１では、外部回路６０の内部に充填されている外部熱媒体を回収する。外部熱媒体を回収している間も充電は進めるため、冷却回路３０を用いた二次電池５４の冷却を継続する。ただし、二次電池５４が満充電の状態に近いほど、電流は二次電池５４を流れにくくなるため、二次電池５４の発熱量も小さくなる傾向にある。すなわち、必要となる冷却能力も低くなる傾向にある。外部熱媒体の回収後、ステップＳ５３２に進む。
In step S530, the supply of the external heat medium is stopped. Further, in step S531, the external heat medium filled inside the
ステップＳ５３２では、充電の必要があるか否かを判断する。現在の充電量が目標の充電量に達していなければ、充電の必要がまだあると判断して充電を継続する。現在の充電量が目標の充電量に達していれば、充電の必要がないと判断してステップＳ５３３に進んで充電を停止する。充電を停止した時点では、外部熱媒体の回収が完了しているため、外部充電装置８０による制御は完了しており、コネクタ５６、６６からケーブル８２、８６を外すことができる状態である。
In step S532, it is determined whether or not charging is necessary. If the current charge does not reach the target charge, it is determined that there is still a need for charging and charging is continued. If the current charge amount has reached the target charge amount, it is determined that charging is not necessary, and the process proceeds to step S533 to stop charging. At the time when charging is stopped, since the recovery of the external heat medium is completed, the control by the
上述した実施形態によると、充電を開始する前に電池冷却を開始している。このため、充電を開始してから外部熱媒体を供給する場合に比べて、迅速に冷却を開始できる。すなわち、充電開始時点ですでに二次電池５４の温度が高い場合などには、二次電池５４が第１所定温度を下回る温度になるまで冷却してから充電を開始する。したがって、二次電池５４の温度が上限温度である第１所定温度を越えてしまうことを抑制できる。また、冷却を行っていない状態で二次電池５４を急速充電することにより、二次電池５４の温度が急上昇してしまうことを抑制できる。言い換えると、充電に伴う二次電池５４の温度上昇を緩やかにすることができる。
According to the above-described embodiment, the battery cooling is started before the charging is started. Therefore, cooling can be started more quickly than in the case where the external heat medium is supplied after the charging is started. That is, when the temperature of the
充電を停止する前に外部熱媒体を回収している。このため、充電が完了した時点で、車両２と外部充電装置８０との接続を解除できる。言い換えると、充電が完了してから熱媒体回収を行う場合よりも素早く、車両２を走行可能な状態にすることができる。したがって、外部充電装置８０での充電に要する時間を短縮できる。ただし、充電の停止と同時に外部熱媒体の回収が完了するようにしてもよい。あるいは、充電の停止直後に外部熱媒体の回収が完了するようにしてもよい。
The external heat medium is collected before the charging is stopped. Therefore, when the charging is completed, the connection between the vehicle 2 and the
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Other Embodiments The disclosure herein is not limited to the exemplified embodiments. The disclosure includes exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them. For example, disclosure is not limited to the parts and / or element combinations shown in the embodiments. Disclosure can be carried out in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiment. Disclosures include those in which the parts and / or elements of the embodiment are omitted. Disclosures include replacements or combinations of parts and / or elements between one embodiment and the other. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scopes disclosed are indicated by the claims description and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims statement.
１ 電池冷却システム、 ２ 車両、 １０ 内部回路、 １１ 圧縮機、 １２ 凝縮器、 ２０ 空調用回路、 ２１ 空調用遮断弁、 ２２ 空調用膨張弁、 ２３ 空調用熱交換器、 ３０ 冷却回路、 ３１ 冷却用遮断弁、 ３２ 冷却用膨張弁、 ５０ 電池冷却回路、 ５１ 二次電池、 ５２ ポンプ、 ５３ 温度センサ、 ５４ 二次電池、 ５６ 外部電力コネクタ、 ６０ 外部回路、 ６６ 外部熱媒体コネクタ、 ７１ 内部熱交換器、 ７２ 外部熱交換器、 ８０ 外部充電装置、 ８１ 電力供給部、 ８２ 電力供給ケーブル、 ８５ 熱媒体供給部、 ８６ 熱媒体供給ケーブル、 ９０ 制御部、 ２５４ ラジエータ、 ２７１ 冷却用熱交換器、 ３５１ 電池パック、 ３５３ａ 第１温度センサ、 ３５３ｂ 第２温度センサ、 ３５４ 二次電池、 ３７１ 内部熱交換器、 ４７１ 冷却用熱交換器 1 Battery cooling system, 2 Vehicles, 10 Internal circuit, 11 Compressor, 12 Condenser, 20 Air conditioning circuit, 21 Air conditioning shutoff valve, 22 Air conditioning expansion valve, 23 Air conditioning heat exchanger, 30 Cooling circuit, 31 Cooling Shutoff valve, 32 Cooling expansion valve, 50 Battery cooling circuit, 51 Secondary battery, 52 Pump, 53 Temperature sensor, 54 Secondary battery, 56 External power connector, 60 External circuit, 66 External heat medium connector, 71 Internal heat Exchanger, 72 External heat exchanger, 80 External charging device, 81 Power supply unit, 82 Power supply cable, 85 Heat medium supply unit, 86 Heat medium supply cable, 90 Control unit, 254 radiator, 271 Cooling heat exchanger, 351 Battery pack, 353a 1st temperature sensor, 353b 2nd temperature sensor, 354 secondary battery, 371 internal heat exchanger, 471 Cooling heat exchanger
Claims (11)
前記車両の内部を空調する空調運転に用いる内部熱媒体を循環させる回路をなす内部回路（１０）と、
前記車両の外部に設けられた熱媒体供給部（８５）から供給される外部熱媒体を循環させる回路をなす外部回路（６０）と、
前記二次電池を冷却する熱媒体を循環させる回路をなす電池冷却回路（５０）と、
前記外部回路と前記電池冷却回路とを熱交換させる外部熱交換器（７２、２７１、４７１）と、を備え、
前記内部回路は、
圧縮機（１１）と、
凝縮器（１２）と、
前記車両の内部を空調する空調用熱交換器（２３）と、
前記空調用熱交換器に対して並列に設けられて、前記二次電池を冷却する冷却用熱交換器（７１、２７１、３７１、４７１）と、を備え、
前記冷却用熱交換器は、前記内部回路と前記電池冷却回路とを熱交換させる内部熱交換器（７１、２７１、４７１）であって、
前記内部熱交換器（７１）と前記外部熱交換器（７２）とは、前記電池冷却回路において、直列に設けられており、
前記車両の外部に設けられた充電装置（８０）により前記二次電池が充電されている場合に、前記電池冷却回路を介して前記内部回路と前記外部回路とを用いて前記二次電池を冷却する電池冷却システム。 A secondary battery (54, 354) that supplies electric power to the vehicle (2),
An internal circuit (10) forming a circuit for circulating an internal heat medium used for air conditioning operation for air-conditioning the inside of the vehicle, and an internal circuit (10).
An external circuit (60) forming a circuit for circulating an external heat medium supplied from a heat medium supply unit (85) provided outside the vehicle .
A battery cooling circuit (50) forming a circuit for circulating a heat medium for cooling the secondary battery, and a battery cooling circuit (50).
An external heat exchanger (72, 271, 471) for heat exchange between the external circuit and the battery cooling circuit is provided.
The internal circuit
Compressor (11) and
Condenser (12) and
An air-conditioning heat exchanger (23) that air-conditions the inside of the vehicle.
A cooling heat exchanger (71, 271, 371, 471) provided in parallel with the air conditioning heat exchanger to cool the secondary battery is provided.
The cooling heat exchanger is an internal heat exchanger (71, 271, 471) that exchanges heat between the internal circuit and the battery cooling circuit.
The internal heat exchanger (71) and the external heat exchanger (72) are provided in series in the battery cooling circuit.
When the secondary battery is charged by a charging device (80) provided outside the vehicle, the secondary battery is cooled by using the internal circuit and the external circuit via the battery cooling circuit. Battery cooling system.
前記温度センサで測定した温度が冷却上限温度以上であれば、前記外部回路を用いた冷却と、前記内部回路を用いた冷却とを同時に行って前記二次電池を冷却する請求項１に記載の電池冷却システム。 A temperature sensor (53, 353a, 353b) for measuring the temperature of the secondary battery is provided.
The first aspect of claim 1, wherein if the temperature measured by the temperature sensor is equal to or higher than the upper limit cooling temperature, the secondary battery is cooled by simultaneously performing cooling using the external circuit and cooling using the internal circuit. Battery cooling system.
前記車両の内部を空調する空調運転に用いる内部熱媒体を循環させる回路をなす内部回路（１０）と、
前記車両の外部に設けられた熱媒体供給部（８５）から供給される外部熱媒体を循環させる回路をなす外部回路（６０）と、
前記二次電池の温度を測定する温度センサ（５３、３５３ａ、３５３ｂ）と、を備え、
前記車両の外部に設けられた充電装置（８０）により前記二次電池が充電されている場合に、前記内部回路と前記外部回路とを用いて前記二次電池を冷却し、
前記温度センサで測定した温度が冷却上限温度以上であれば、前記外部回路を用いた冷却と、前記内部回路を用いた冷却とを同時に行って前記二次電池を冷却する電池冷却システム。 A secondary battery (54, 354) that supplies electric power to the vehicle (2),
An internal circuit (10) forming a circuit for circulating an internal heat medium used for air conditioning operation for air-conditioning the inside of the vehicle, and an internal circuit (10).
An external circuit (60) forming a circuit for circulating an external heat medium supplied from a heat medium supply unit (85) provided outside the vehicle .
A temperature sensor (53, 353a, 353b) for measuring the temperature of the secondary battery is provided.
When the secondary battery is charged by the charging device (80) provided outside the vehicle, the secondary battery is cooled by using the internal circuit and the external circuit.
A battery cooling system that cools the secondary battery by simultaneously performing cooling using the external circuit and cooling using the internal circuit when the temperature measured by the temperature sensor is equal to or higher than the upper limit cooling temperature.
凝縮器（１２）と、
前記車両の内部を空調する空調用熱交換器（２３）と、
前記空調用熱交換器に対して並列に設けられて、前記二次電池を冷却する冷却用熱交換器（７１、２７１、３７１、４７１）と、を備え、
前記冷却用熱交換器を用いて前記二次電池を冷却する請求項３に記載の電池冷却システム。 The internal circuit includes the compressor (11) and
Condenser (12) and
An air-conditioning heat exchanger (23) that air-conditions the inside of the vehicle.
Provided in parallel to the heat exchanger for the air conditioner, the heat exchanger for cooling the secondary battery (71,271,371,471) comprises,
The battery cooling system according to claim 3 , wherein the secondary battery is cooled by using the cooling heat exchanger.
前記外部回路と前記電池冷却回路とを熱交換させる外部熱交換器（７２、２７１、４７１）とを備え、
前記冷却用熱交換器は、前記内部回路と前記電池冷却回路とを熱交換させる内部熱交換器（７１、２７１、４７１）であって、
前記二次電池は、前記電池冷却回路を介して前記内部回路と前記外部回路とによって冷却される請求項４または請求項５に記載の電池冷却システム。 A battery cooling circuit (50) forming a circuit for circulating a heat medium for cooling the secondary battery, and a battery cooling circuit (50).
An external heat exchanger (72, 271, 471) for heat exchange between the external circuit and the battery cooling circuit is provided.
The cooling heat exchanger is an internal heat exchanger (71, 271, 471) that exchanges heat between the internal circuit and the battery cooling circuit.
The battery cooling system according to claim 4 or 5 , wherein the secondary battery is cooled by the internal circuit and the external circuit via the battery cooling circuit.
前記ポンプによる流れの向きにおいて、前記外部熱交換器は前記内部熱交換器よりも上流に位置し、前記内部熱交換器は前記二次電池よりも上流に位置している請求項１または請求項８に記載の電池冷却システム。 The battery cooling circuit includes a pump (52) that circulates a heat medium.
Claim 1 or claim that the external heat exchanger is located upstream of the internal heat exchanger and the internal heat exchanger is located upstream of the secondary battery in the direction of flow by the pump. 8. The battery cooling system according to 8.
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