JP7014126B2 - 電池冷却システム - Google Patents

電池冷却システム Download PDF

Info

Publication number
JP7014126B2
JP7014126B2 JP2018196153A JP2018196153A JP7014126B2 JP 7014126 B2 JP7014126 B2 JP 7014126B2 JP 2018196153 A JP2018196153 A JP 2018196153A JP 2018196153 A JP2018196153 A JP 2018196153A JP 7014126 B2 JP7014126 B2 JP 7014126B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
oil pump
temperature
oil
electric oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018196153A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020062964A (ja
Inventor
大輔 床桜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018196153A priority Critical patent/JP7014126B2/ja
Priority to US16/596,906 priority patent/US20200127352A1/en
Priority to CN201910983993.1A priority patent/CN111063960B/zh
Publication of JP2020062964A publication Critical patent/JP2020062964A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7014126B2 publication Critical patent/JP7014126B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/002—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N13/00—Lubricating-pumps
    • F16N13/22—Lubricating-pumps with distributing equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N17/00—Lubrication of machines or apparatus working under extreme conditions
    • F16N17/02—Lubrication of machines or apparatus working under extreme conditions at high temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N29/00—Special means in lubricating arrangements or systems providing for the indication or detection of undesired conditions; Use of devices responsive to conditions in lubricating arrangements or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N39/00—Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N39/00—Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system
    • F16N39/02—Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system by cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
    • F16N7/38—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with a separate pump; Central lubrication systems
    • F16N7/40—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with a separate pump; Central lubrication systems in a closed circulation system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/635—Control systems based on ambient temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6552—Closed pipes transferring heat by thermal conductivity or phase transition, e.g. heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/66—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells
    • H01M10/663—Heat-exchange relationships between the cells and other systems, e.g. central heating systems or fuel cells the system being an air-conditioner or an engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/005—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric storage means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0402—Cleaning of lubricants, e.g. filters or magnets
    • F16H57/0404—Lubricant filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0413—Controlled cooling or heating of lubricant; Temperature control therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412—Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0415—Air cooling or ventilation; Heat exchangers; Thermal insulations
    • F16H57/0417—Heat exchangers adapted or integrated in the gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F16H57/0435—Pressure control for supplying lubricant; Circuits or valves therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F16H57/0441—Arrangements of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0476—Electric machines and gearing, i.e. joint lubrication or cooling or heating thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N39/00—Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system
    • F16N2039/007—Using strainers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/04—Vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/12—Gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2210/00—Applications
    • F16N2210/18—Electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2270/00—Controlling
    • F16N2270/60—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N2270/00—Controlling
    • F16N2270/70—Supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N39/00—Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system
    • F16N39/06—Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system by filtration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

本発明は、電池冷却システムに関する。
特許文献１には、車両に搭載された電池冷却システムについて、トランスアクスルを潤滑するためのオイルをバッテリユニットの冷却に用いることが開示されている。
特許第６２６９８８９号公報
ところで、バッテリユニットを構成する電池セルは、温度が低くなると、電圧が降下するため、電池セルを暖機することが必要になる場合がある。しかしながら、特許文献１に記載に構成では、トランスアクスル、オイルクーラ、バッテリユニットの間が閉ループの回路構成となるため、冷却専用の回路となり、電池セルの暖機を考慮したものではなかった。そこで、電池セルの冷却と暖機とを行うことが可能な回路構成とすることが考えられるが、この場合には電池セルの温度に応じた制御が必要になるため、例えば切替弁（電磁弁）やその切り替えに必要な回路などを設けると、複雑なシステム構成となる虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡素なシステム構成で電池の冷却と暖機とを行うことが可能な電池冷却システムを提供することを目的とする。
本発明は、トランスアクスル、電池、およびオイルクーラに共通のオイルを循環させる循環回路を備え、前記トランスアクスルを潤滑するための前記オイルを前記電池の冷却に用いる電池冷却システムであって、前記循環回路内で、前記オイルクーラを経由せずに、前記トランスアクスルと前記電池とに前記オイルを供給する第１油路に設けられた第１電動オイルポンプと、前記循環回路内で、前記オイルクーラを経由して、前記トランスアクスルと前記電池とに前記オイルを供給する第２油路に設けられた第２電動オイルポンプと、前記第１電動オイルポンプおよび前記第２電動オイルポンプを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電池の温度が第１所定値以下の場合に、前記第１電動オイルポンプを作動させ、かつ前記第２電動オイルポンプを停止させ、前記電池の温度が第１所定値よりも高い場合に、前記第１電動オイルポンプを停止させ、かつ前記第２電動オイルポンプを作動させることを特徴とする。
また、前記トランスアクスルを収容するケースの内部に設けられた電動機、をさらに備え、前記オイルは、前記電動機の冷却に用いられ、前記制御部は、前記電池の温度が前記第１所定値以下、かつ前記電動機の温度が第２所定値よりも高い場合には、前記第１電動オイルポンプおよび前記第２電動オイルポンプを作動させ、前記第２所定値は、前記第１所定値以上の温度であってもよい。
この構成によれば、第１電動オイルポンプと第２電動オイルポンプとを同時に作動させることによって、第１電動オイルポンプからの温かいオイルと第２電動オイルポンプからの冷たいオイルとを足し合わせて電池に供給することができる。これにより、電池の温度を最適な温度に安定させることができる。
また、前記循環回路では、前記電池の流入口よりも上流側に設けられた合流点で、前記第１油路と前記第２油路とが合流しており、前記制御部は、前記第１電動オイルポンプおよび前記第２電動オイルポンプを作動させる際、前記第１電動オイルポンプから吐出されたオイルの前記合流点での圧力と前記第２電動オイルポンプから吐出されたオイルの前記合流点での圧力とが等しくなるように、前記第１電動オイルポンプの吐出量および前記第２電動オイルポンプの吐出量を制御してもよい。
この構成によれば、オイルクーラを経由しないオイルとオイルクーラを経由したオイルとを合流点で合流させてから電池とトランスアクスルとに供給することができる。これにより、電池の温度変化を安定させつつ、電動機の冷却を行うことができる。
また、前記制御部は、前記電池の温度が前記第１所定値以下、かつ前記電動機の温度が第２所定値以下の場合には、前記第１電動オイルポンプを作動させ、かつ前記第２電動オイルポンプを停止させてもよい。
この構成によれば、電動機の温度が高温側で余裕がある場合には、第１電動オイルポンプのみを作動して、電動機の冷却よりも電池の暖機を優先することができる。
また、前記制御部は、前記電池の温度が第１所定値以上の場合には、前記電動機の温度に拘らず、前記第１電動オイルポンプを停止させ、かつ前記第２電動オイルポンプを作動させてもよい。
この構成によれば、電池の温度が高温側で余裕がない場合には、第２電動オイルポンプのみを作動して、電池の冷却を優先することができる。
本発明では、電池の温度に応じて第１電動オイルポンプと第２電動オイルポンプとの作動を切り替えることによって、電池の冷却と暖機とを容易に切り替えることができる。また、各電動オイルポンプの作動を制御すればよく、例えば切替弁（電磁弁）の制御が不要なため、制御が簡素になる。さらに、切替弁等を設置する必要がなくなるため、循環回路が簡素になる。
図１は、第１実施形態の電池冷却システムを模式的に示す構成図である。 図２は、トランスアクスルケース内での循環回路を模式的に示す図である。 図３は、電池セルをオイルによって直接冷却する状態を示す図である。 図４は、電動オイルポンプの作動制御フローを示すフローチャート図である。 図５は、電池セルの温度変化と電圧変化との関係を示す図である。 図６は、電池を暖機する場合のオイルの流れを説明するための図である。 図７は、電池を冷却する場合のオイルの流れを説明するための図である。 図８は、第２実施形態における電動オイルポンプの作動制御フローを示すフローチャートである。 図９は、電池セルの温度とモータの温度との関係を説明するための図である。 図１０は、電池を保温する場合のオイルの流れを説明するための図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電池冷却システムについて具体的に説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の電池冷却システムを模式的に示す構成図である。図２は、トランスアクスルケース内での循環回路を模式的に示す図である。なお、図１では、電池の冷却と暖機との区別なく油路内にオイルが流れている状態を太線で示している。
第１実施形態の電池冷却システム１は、電気自動車に搭載された冷却システムであり、トランスアクスル２を潤滑するためのオイルを電池３の冷却および暖機に用いるように構成されている。図１に示すように、電池冷却システム１は、トランスアクスル２と電池３との間でオイルが循環する循環回路１０と、電池３の温度に応じて電池３の冷却と暖機とを切り替える制御を実施するＥＣＵ２０とを備える。この電池冷却システム１は、切替弁等を用いずに、電池３の冷却と暖機とを切り替えることが可能なシステムである。
トランスアクスル２は、トランスアクスルケース２ａ内に収容された変速機などの動力伝達機構を含んで構成されており、減速ギヤ２１と、デファレンシャル機構（デフ）２２とを備える。減速ギヤ２１とデファレンシャル機構２２とはオイルによる潤滑が必要な潤滑必要部である。減速ギヤ２１はギヤ対を含んで構成される。循環回路１０を循環するオイルはトランスアクスルケース２ａ内で一時的に貯留される。
トランスアクスルケース２ａの内部には、動力源として機能するモータ４が収容されている。モータ４は、モータ・ジェネレータであり、発電機能を有する。モータ４はオイルによる冷却が必要な冷却必要部である。そして、モータ４は電池３に蓄えられている電力を使用して駆動する。モータ４から出力された動力はトランスアクスル２に入力され、トランスアクスル２から車輪（図示せず）に伝達される。このモータ４はＥＣＵ２０によって駆動制御される。この電気自動車では、動力伝達機構を構成する減速ギヤ２１などの潤滑必要部と、冷却必要部であるモータ４とがトランスアクスルケース２ａ内に収容されたトランスアクスルユニットを搭載している。
電池３は、走行用のモータ４に供給するための電力を蓄える二次電池により構成される。電池３は、複数の電池セル３３（図３に示す）により構成された電池モジュール３１を複数備え、この複数の電池モジュール３１が電池ケース３２内に収容された電池パックにより構成されている。電池３に供給されたオイルは電池セル３３の表面に触れるようにして各電池モジュール３１内を流通する。なお、オイルは電池セル３３の電極３３ａ，３３ｂには触れない位置を流れる。
循環回路１０は、トランスアクスル２、電池３、オイルクーラ５に共通のオイルを循環させるオイル回路である。この循環回路１０は、第１電動オイルポンプ（第１ＥＯＰ）６と、第２電動オイルポンプ（第２ＥＯＰ）７と、オイルクーラ５と、電池３と、モータ４と、減速ギヤ２１と、デファレンシャル機構２２と、を含む。
図１に示すように、循環回路１０は、オイルクーラ５を経由しない油路である第１油路１１と、オイルクーラ５を経由する油路である第２油路１２とが並列に形成されている。第１油路１１には第１電動オイルポンプ６が設けられている。第２油路１２には第２電動オイルポンプ７が設けられている。そして、第１油路１１と第２油路１２とは合流点１３で合流している。第１電動オイルポンプ６が作動することによりオイルクーラ５を経由せずに電池３へとオイルが供給される。第２油路１２の第２電動オイルポンプ７が作動することによりオイルクーラ５を経由して電池３へとオイルが供給される。
第１電動オイルポンプ６は、暖機用のオイルポンプとして機能するものであり、トランスアクスルケース２ａの内部に設けられている。第１電動オイルポンプ６は、トランスアクスルケース２ａ内に貯留されているオイルを、ストレーナ２３を介して吸引し、第１油路１１に吐出する。第１電動オイルポンプ６はＥＣＵ２０によって駆動制御される。ＥＣＵ２０は第１電動オイルポンプ６の吐出量を制御することができる。
第２電動オイルポンプ７は、冷却用のオイルポンプとして機能するものであり、トランスアクスルケース２ａの外部に設けられている。第２電動オイルポンプ７は、トランスアクスルケース２ａ内に貯留されているオイルを、ストレーナ２３を介して吸引し、第２油路１２に吐出する。第２電動オイルポンプ７はＥＣＵ２０によって駆動制御される。ＥＣＵ２０は第２電動オイルポンプ７の吐出量を制御することができる。例えば、第２電動オイルポンプ７はトランスアクスルケース２ａに対して外付けのオイルポンプであり、第１電動オイルポンプ６よりも小型に構成されている。この場合の第１電動オイルポンプ６はトランスアクスルケース２ａ内に設けられた内蔵のオイルポンプである。
第１油路１１には、第１電動オイルポンプ６と、第１逆止弁８と、合流点１３と、電池３と、トランスアクスル２とが設けられている。合流点１３は、電池３の流入口と第１電動オイルポンプ６との間に設けられている。第１逆止弁８は、第１電動オイルポンプ６と電池３との間であって、合流点１３よりも第１電動オイルポンプ６側に設けられている。第１電動オイルポンプ６が停止した状態で第２電動オイルポンプ７が作動する際、電池３側のオイルが第１電動オイルポンプ６の吐出口に向けて逆流しないように第１逆止弁８は閉じる。一方、第１電動オイルポンプ６が吐出したオイルは第１逆止弁８を介して電池３側へ圧送される。
第２油路１２には、第２電動オイルポンプ７と、オイルクーラ５と、第２逆止弁９と、合流点１３と、電池３と、トランスアクスル２とが設けられている。オイルクーラ５は、第２電動オイルポンプ７から吐出されたオイルを空冷するラジエータであり、オイルの熱を外気に放熱する。第２逆止弁９は、オイルクーラ５と電池３との間であって、合流点１３よりもオイルクーラ５側に設けられている。第２電動オイルポンプ７が停止した状態で第１電動オイルポンプ６が作動する際、電池３側のオイルがオイルクーラ５の出口に向けて逆流しないように第２逆止弁９は閉じる。一方、第２電動オイルポンプ７が吐出したオイルはオイルクーラ５を経由して、第２逆止弁９を介して電池３側へ圧送される。
電池３へ流入したオイルは、電池ケース３２内に収容されている複数の電池モジュール３１を冷却してから電池ケース３２の外部へ流出する。この場合、図３に示すように、電池モジュール３１を構成する電池セル３３の表面がオイルによって直接冷却される。暖機時には、電池セル３３の表面がオイルによって直接暖機される。つまり、電池セル３３の表面にオイルが接触する状態でオイルが流れる。また、電池３には、電池セル３３の温度を検出する温度センサ３４が設けられている。温度センサ３４は、複数の電池モジュール３１のうち、オイルの出側（下流側）に配置された電池モジュール３１に設けられている。これにより、下流側であることによって相対的に高温になりやすい電池セル３３を対象に電池セル３３の温度を監視することができる。この温度センサ３４からＥＣＵ２０にセンサ値（信号）が出力される。なお、この説明において、電池３の温度と電池セル３３の温度とは同義である。
電池３から流出したオイルは、トランスアクスルケース２ａに戻り、トランスアクスルケース２ａの内部でモータ４を冷却する。例えば、トランスアクスルケース２ａ内に戻ったオイルはモータ４のステータに冷却液として供給される。モータ４を冷却したオイルはトランスアクスルケース２ａの下部（オイル貯留部）に一時的に貯留される。また、トランスアクスルケース２ａ内に戻ったオイルは、モータ４とは別に、減速ギヤ２１やデファレンシャル機構２２に潤滑油として供給される。ギヤ等を潤滑したオイルはトランスアクスルケース２ａの下部（オイル貯留部）に一時的に貯留される。オイル貯留部に貯留されているオイルはストレーナ２３を通って第１電動オイルポンプ６もしくは第２電動オイルポンプ７に吸引される。これにより、第１電動オイルポンプ６もしくは第２電動オイルポンプ７からトランスアクスルケース２ａの外部へオイルが循環される。この循環回路１０では、電気自動車の走行中に減速ギヤ２１やデファレンシャル機構２２などの潤滑必要部に潤滑油を供給し続けるために、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とのうち少なくともいずれか一方は作動していなければならない。
また、オイルは、絶縁性が高く、腐食性および金属反応性が低く、粘度が低く、潤滑性を有する液体である。例えば、低粘度な絶縁油（鉱物油や合成油）に、潤滑特性を付与するための添加剤を処方したオイルを、電池冷却用として循環回路１０に使用する。より詳細には、電気特性については、このオイルは体積低効率が空気と同程度の値となり、ＬＬＣ（冷却水）やエチレングリコールよりも高い値の体積低効率を有する。さらに、このオイルは破壊電圧が高い特性を有する。腐食性については、このオイルは銅板やアルミ板を腐食しない特性を有する。また、このオイルは吸水性が低い。反応性については、このオイルはリチウムや電解質とは反応しない特性を有する。さらに、このオイルは金属（例えば鉄、アルミニウム、銅）とは反応しない。
ＥＣＵ２０は、電気自動車に搭載された各種センサから入力される信号に基づいて電気自動車を制御する電子制御装置であり、電池３の暖機と冷却とを切り替える制御（切替制御）を実施する。この切替制御では、温度センサ３４により検出した電池セル３３の温度に基づいて、第１電動オイルポンプ６の作動と第２電動オイルポンプ７の作動とが切り替えられる。この場合、ＥＣＵ２０から各電動オイルポンプ６，７に指令信号が出力される。また、ＥＣＵ２０は第１電動オイルポンプ６を制御することによって第１電動オイルポンプ６の吐出量（流量）を変化させることができる。同様に、ＥＣＵ２０は第２電動オイルポンプ７を制御することによって第２電動オイルポンプ７の吐出量（流量）を変化させることができる。
図４は、電動オイルポンプの作動制御フローを示すフローチャート図である。図４に示す制御フローはＥＣＵ２０によって実施される。
ＥＣＵ２０は、電池セル３３の温度が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。所定値は、ある放電容量下において電池３の電圧が明確に低下する温度に設定されている。一例として、電池セル３３が液体型リチウムイオン電池の場合、ステップＳ１の所定値を約５℃に設定することができる。このステップＳ１の所定値として設定される温度については図５を参照して説明する。
図５に示すように、電池３の放電容量が一定となる状況下において、電池セル３３の温度が所定温度Ｘ℃よりも高い場合には、電池３の電圧は一定値に保たれる。一方、電池セル３３の温度が所定温度Ｘ℃以下に低下すると、電池３の電圧は低下し始める。所定温度Ｘ℃を境にして電池３の電圧が明確に低下する。電池セル３３の温度が所定温度Ｘ℃以下の場合、温度低下に応じて電圧がさらに低下する。このように、所定温度Ｘ℃の前後で電圧の大きさが明確に変化する。そこで、ステップＳ１の所定値として、所定温度Ｘ℃を設定することができる。
図４に戻り、電池セル３３の温度が所定値以下の場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、第１電動オイルポンプ６を作動させ、かつ第２電動オイルポンプ７を停止する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、第１電動オイルポンプ６のみを作動させて、トランスアクスル２の排熱によって電池３を暖機する。この場合には、オイルクーラ５を経由しないオイルのみが電池３に供給されることになる。ステップＳ２が実施されると、この制御ルーチンは終了する。
電池セル３３の温度が所定値よりも高い場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、第１電動オイルポンプ６を停止し、かつ第２電動オイルポンプ７を作動させる（ステップＳ３）。ステップＳ３では、第２電動オイルポンプ７のみを作動させて、オイルクーラ５で放熱された後のオイルによって電池３を冷却する。この場合、オイルクーラ５を経由するオイルのみが電池３に供給されることになる。ステップＳ３が実施されると、この制御ルーチンは終了する。
図６は、電池３を暖機する場合のオイルの流れを示す図である。なお、図６では油路内にオイルが流れている状態を太線で示し、油路内にオイルが流れていない状態を破線で示している。また、図６に示す状態は、上述したステップＳ２を実施した場合を表している。
図６に示すように、電池３を暖機する場合には、二つの電動オイルポンプ６，７のうち第１電動オイルポンプ６のみが作動しているため、循環回路１０のうち第１油路１１を含む経路にオイルが流れる。すなわち、オイルクーラ５を経由しない経路をオイルが循環することになる。また、第２電動オイルポンプ７が停止しているため第２逆止弁９は閉じている。その結果、トランスアクスル２の排熱によって温度上昇したオイルがオイルクーラ５を経由せずに電池３へと供給されることになる。そのため、オイルの熱で電池３を暖機することができる。
図７は、電池３を冷却する場合のオイルの流れを示す図である。なお、図７では、図６と同様に、油路内にオイルが流れている状態を太線で示し、油路内にオイルが流れていない状態を破線で示している。また、図６に示す状態は、上述したステップＳ３を実施した場合を表している。
図７に示すように、電池３を冷却する場合には、二つの電動オイルポンプ６，７のうち第２電動オイルポンプ７のみが作動しているため、循環回路１０のうち第２油路１２を含む経路にオイルが流れる。すなわち、オイルクーラ５を経由する経路をオイルが循環することになる。また、第１電動オイルポンプ６が停止しているため第１逆止弁８は閉じている。その結果、オイルクーラ５で冷却されたオイルのみが電池３へと供給されることになる。そのため、電池３を効率的に冷却することができる。
以上説明した通り、第１実施形態によれば、電池セル３３の温度に応じて第１電動オイルポンプ６および第２電動オイルポンプ７との作動と停止とを制御することによって、電池３の暖機と冷却とを切り替えることができる。つまり、二つの電動オイルポンプ６，７の作動を切り替えることによって電池３の暖機と冷却の回路を切り替えることができる。この結果、電池３の冷却と暖機との切り替えを、切替弁やその切り替えに必要な回路などを設けずに実施することが可能になる。これにより、簡素な回路構成の循環回路１０を実現できる。そのため、簡素な冷却・暖機システムとなり、従来のシステム構成よりも軽量化、低コスト化が可能になる。電池３の冷却は熱劣化を防止するために必要である。電池３の暖機は電圧低下を防止するために必要である。
また、第１電動オイルポンプ６のみを作動することによってオイルクーラ５を通さずに電池３へオイルを供給できるので、トランスアクスル２の排熱で温められたオイルによって電池３を暖機できる。これにより、ヒータ等を設置する必要がなくなり、ヒータ等を作動させるためのエネルギーを削減できるため、従来のシステム構成よりも損失を低減できる。
なお、上述した第１実施形態では、ステップＳ１の所定値として、所定温度Ｘ℃が設定される場合に限らず、温度範囲Ｙを設定することも可能である。温度範囲Ｙは、図５に示すように、所定温度Ｘ℃を含む温度範囲であって、例えば所定温度Ｘ℃のプラス数度（上限温度）から所定温度Ｘ℃のマイナス数度（下限温度）までを範囲とすることができる。この場合のステップＳ１では、電池セル３３の温度が温度範囲Ｙ以下であるか否かが判定される。すなわち、電池セル３３の温度が温度範囲Ｙの上限温度以下であるか否かが判定される。温度範囲Ｙの上限値は所定温度Ｘよりも高いため、電池セル３３の温度が温度範囲Ｙの上限値以下となった場合に電池セル３３の暖機を開始することができる。これによって、所定温度Ｘよりも温度低下して電圧が低下し始める前に電池セル３３を暖機し始めることができる。そのため、電池３の電圧低下を抑制することができる。
また、電池冷却システム１では、トランスアクスルケース２ａの内部に第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とが両方とも設けられてもよい。あるいは、トランスアクスルケース２ａの外部に第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とが両方とも設けられてもよい。
さらに、電池冷却システム１が搭載される車両は、電気自動車に限らず、ハイブリッド自動車であってもよい。
（第２実施形態）
第２実施形態の電池冷却システム１では、電池セル３３の温度と、モータ４の温度とに基づいて、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７との作動を切り替えるように構成されている。なお、第２実施形態の説明では、上述した第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。
第２実施形態のＥＣＵ２０は、モータ４の温度を検出する温度センサ４１から信号が入力されるように構成されている。この温度センサ４１は、例えばモータ４のコイルエンドに設けられた温度センサである。コイルエンドとは、ステータに巻き回されているコイルのうちステータの軸方向外側に突出している部分である。
また、ＥＣＵ２０は、電池３を保温する制御を実施するように構成されている。電池３の保温は、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とを両方とも作動することにより行われる。そして、ＥＣＵ２０は、電池セル３３の温度とモータ４の温度とに基づいて、電池３の暖機と保温と冷却とを切り替える制御を実施するように構成されている。
図８は、電動オイルポンプの作動制御フローを示すフローチャート図である。図８に示す制御フローはＥＣＵ２０によって実施される。
ＥＣＵ２０は、電池セル３３の温度が第１所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、上述した図４のステップＳ１と同様の処理である。そのため、ステップＳ１１の第１所定値は、上述したステップＳ１の所定値と同義である。また、ステップＳ１１で電池セル３３の温度と比較される所定値を第１所定値と表現することができる。
電池セル３３の温度が第１所定値以下の場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、モータ４の温度が第２所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の第２所定値は、モータ４の温度と比較するための所定値である。この第２所定値は、上述したステップＳ１１の第１所定値とは異なる値に設定することが可能である。ステップＳ１２の第２所定値は、モータ４の冷却と電池３の冷却とのうちモータ４の冷却を優先することが望ましい所定温度、例えば第１所定値以上の温度に設定することができる。
モータ４の温度が第２所定値以下の場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、第１電動オイルポンプ６を作動させ、かつ第２電動オイルポンプ７を停止する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の実施条件であるステップＳ１２で肯定的に判定された場合とは、電池セル３３の温度が第１所定値以下、かつモータ４の温度が第２所定値以下となる場合である。この場合に、例えば図９に示す第１温度状態（１）である場合に、ステップＳ１３を実施することによって、電池３を暖機することになる。ステップＳ１３が実施されると、この制御ルーチンは終了する。なお、図９の横軸である電池セル３３の温度についての所定値（第１所定値に相当）と、図９の縦軸であるモータ４の温度についての所定値（第２所定値に相当）とは異なる値であってもよい。
モータ４の温度が第２所定値よりも高い場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、第１電動オイルポンプ６を作動させ、かつ第２電動オイルポンプ７を作動させる（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とを両方とも作動させて、トランスアクスル２の排熱により温まったオイルと、オイルクーラ５で放熱された後のオイルとを合流させたオイルを電池３に供給し、電池３を保温することになる。
ステップＳ１４の実施条件であるステップＳ１２が否定的に判定された場合とは、電池セル３３の温度が第１所定値以下、かつモータ４の温度が第２所定値よりも高い場合である。この場合に、例えば図９に示す第２温度状態（２）である場合に、ステップＳ１４を実施することによって、電池３を少し温めつつ、電池３の冷却とモータ４の冷却とのうちモータ４の冷却を優先するになる。ステップＳ１４が実施されると、この制御ルーチンは終了する。
また、電池セル３３の温度が第１所定値よりも高い場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、第１電動オイルポンプ６を停止し、かつ第２電動オイルポンプ７を作動させる（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５の実施条件であるステップＳ１１で否定的に判定された場合とは、電池セル３３の温度が第１所定値よりも高い場合である。この場合に、例えば図９に示す第３温度状態（３）である場合に、ステップＳ１５を実施することによって、電池３を冷却することになる。電池セル３３の温度とモータ４の温度とを用いて、電池３の暖機と保温と冷却とを切り替える制御を実施する構成では、電池セル３３の温度が第１所定値よりも高い場合には、モータ４の温度に拘らず、電池３の冷却を優先することになる。ステップＳ１５が実施されると、この制御ルーチンは終了する。
図１０は、電池３を保温する場合のオイルの流れを示す図である。なお、図１０では、油路内にオイルが流れている状態を太線で示している。また、図１０に示す状態は、上述したステップＳ１４を実施した場合を表している。
図１０に示すように、電池３を保温する場合には、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とが両方とも作動して、第１逆止弁８と第２逆止弁９とが両方とも開くため、第１油路１１を流れるオイルと第２油路１２を流れるオイルとが合流点１３で合流する。このとき、ＥＣＵ２０は、第１電動オイルポンプ６から吐出されたオイルの合流点１３での圧力と、第２電動オイルポンプ７から吐出されたオイルの合流点１３での圧力とが等しくなるように、第１電動オイルポンプ６の吐出量および第２電動オイルポンプ７の吐出量を制御する。例えば第２電動オイルポンプ７の吐出量が一定の場合には、ＥＣＵ２０は第１電動オイルポンプ６の吐出量を調整する。この場合、ＥＣＵ２０は、第２電動オイルポンプ７の吐出口から合流点１３までの第２油路１２の圧力損失と釣り合うように第１電動オイルポンプ６を作動させる。これにより、第１逆止弁８と第２逆止弁９とが両方とも開いた状態となり、合流点１３で、第１電動オイルポンプ６からの流量と第２電動オイルポンプ７からの流量を足し合わせることができる。すなわち、合流点１３で、トランスアクスル２の排熱により温まったオイルとオイルクーラ５で空冷されたオイルとが合流する。この合流後のオイルが電池３に供給される。
以上説明した通り、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とを同時に作動させることによって、電池３の温度を最適な温度に安定させることができる。
また、電池３を保温する目的で、第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とを両方とも停止してしまうと、減速ギヤ２１やデファレンシャル機構２２などの潤滑必要部に潤滑油が供給されなくなり、潤滑性が低下する。これに対して第２実施形態では、電池３を保温する際に第１電動オイルポンプ６と第２電動オイルポンプ７とを両方とも作動させるため、電池３の温度を安定させつつ、十分量のオイルを潤滑必要部に供給することができる。そのため、トランスアクスル２の潤滑性能が低下することを抑制できる。これにより、共通のオイルを循環させる循環回路１０について、電池３の温度管理とトランスアクスル２の潤滑性確保とを両立することができる。
なお、上述した第２実施形態では、ステップＳ１２の第２所定値として、モータ４の温度についての温度範囲を設定することも可能である。要するに、上述した電池セル３３の温度における温度範囲Ｙの場合と同様に、第２所定値についても所定の温度範囲とすることができる。
１ 電池冷却システム
２ トランスアクスル
２ａ トランスアクスルケース
３ 電池
４ モータ
５ オイルクーラ
６ 第１電動オイルポンプ
７ 第２電動オイルポンプ
８ 第１逆止弁
９ 第２逆止弁
１０ 循環回路
１１ 第１油路
１２ 第２油路
１３ 合流点
２０ ＥＣＵ
２１ 減速ギヤ
２２ デファレンシャル機構
２３ ストレーナ
３１ 電池モジュール
３２ 電池ケース
３３ 電池セル

Claims (5)

  1. トランスアクスル、電池、およびオイルクーラに共通のオイルを循環させる循環回路を備え、前記トランスアクスルを潤滑するための前記オイルを前記電池の冷却に用いる電池冷却システムであって、
    前記循環回路内で、前記オイルクーラを経由せずに、前記トランスアクスルと前記電池とに前記オイルを供給する第１油路に設けられた第１電動オイルポンプと、
    前記循環回路内で、前記オイルクーラを経由して、前記トランスアクスルと前記電池とに前記オイルを供給する第２油路に設けられた第２電動オイルポンプと、
    前記第１電動オイルポンプおよび前記第２電動オイルポンプを制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記電池の温度が第１所定値以下の場合に、前記第１電動オイルポンプを作動させ、かつ前記第２電動オイルポンプを停止させ、
    前記電池の温度が第１所定値よりも高い場合に、前記第１電動オイルポンプを停止させ、かつ前記第２電動オイルポンプを作動させる
    ことを特徴とする電池冷却システム。
  2. 前記トランスアクスルを収容するケースの内部に設けられた電動機、をさらに備え、
    前記オイルは、前記電動機の冷却に用いられ、
    前記制御部は、前記電池の温度が前記第１所定値以下、かつ前記電動機の温度が第２所定値よりも高い場合には、前記第１電動オイルポンプおよび前記第２電動オイルポンプを作動させ、
    前記第２所定値は、前記第１所定値以上の温度である
    ことを特徴とする請求項１に記載の電池冷却システム。
  3. 前記循環回路では、前記電池の流入口よりも上流側に設けられた合流点で、前記第１油路と前記第２油路とが合流しており、
    前記制御部は、前記第１電動オイルポンプおよび前記第２電動オイルポンプを作動させる際、前記第１電動オイルポンプから吐出されたオイルの前記合流点での圧力と前記第２電動オイルポンプから吐出されたオイルの前記合流点での圧力とが等しくなるように、前記第１電動オイルポンプの吐出量および前記第２電動オイルポンプの吐出量を制御する
    ことを特徴する請求項２に記載の電池冷却システム。
  4. 前記制御部は、前記電池の温度が前記第１所定値以下、かつ前記電動機の温度が第２所定値以下の場合には、前記第１電動オイルポンプを作動させ、かつ前記第２電動オイルポンプを停止させる
    ことを特徴とする請求項２または３に記載の電池冷却システム。
  5. 前記制御部は、前記電池の温度が第１所定値以上の場合には、前記電動機の温度に拘らず、前記第１電動オイルポンプを停止させ、かつ前記第２電動オイルポンプを作動させる
    ことを特徴とする請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電池冷却システム。
JP2018196153A 2018-10-17 2018-10-17 電池冷却システム Active JP7014126B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018196153A JP7014126B2 (ja) 2018-10-17 2018-10-17 電池冷却システム
US16/596,906 US20200127352A1 (en) 2018-10-17 2019-10-09 Battery cooling system
CN201910983993.1A CN111063960B (zh) 2018-10-17 2019-10-16 电池冷却系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018196153A JP7014126B2 (ja) 2018-10-17 2018-10-17 電池冷却システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020062964A JP2020062964A (ja) 2020-04-23
JP7014126B2 true JP7014126B2 (ja) 2022-02-01

Family

ID=70279809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018196153A Active JP7014126B2 (ja) 2018-10-17 2018-10-17 電池冷却システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200127352A1 (ja)
JP (1) JP7014126B2 (ja)
CN (1) CN111063960B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111959347B (zh) * 2020-08-13 2022-08-26 宜宾凯翼汽车有限公司 一种电池包用驻车加热器的控制方法
JP2022190760A (ja) * 2021-06-15 2022-12-27 トヨタ自動車株式会社 熱管理システム
JP2024082099A (ja) * 2022-12-07 2024-06-19 出光興産株式会社 潤滑油組成物及び潤滑油組成物を用いる循環システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013218984A (ja) 2012-04-12 2013-10-24 Kayaba Ind Co Ltd 温度制御システム及び温度制御システムを備えるハイブリッド建設機械の駆動システム
WO2017017867A1 (ja) 2015-07-30 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 冷却装置
JP2017100700A (ja) 2015-11-24 2017-06-08 トヨタ自動車株式会社 車両用冷却装置
WO2017118629A1 (en) 2016-01-07 2017-07-13 Borgwarner Sweden Ab Thermal management for electrical drive systems
JP6269889B1 (ja) 2017-07-27 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3817842B2 (ja) * 1997-06-30 2006-09-06 日産自動車株式会社 ハイブリッド電気自動車の冷却システム
JP2011058586A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Ntn Corp 電気自動車用変速機の暖機装置
JP2011146320A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Kawasaki Heavy Ind Ltd 二次電池の冷却システム
EP2789832A4 (en) * 2011-12-09 2016-06-08 Toyota Motor Co Ltd COMBUSTION ENGINE
JP5885250B2 (ja) * 2012-06-15 2016-03-15 トヨタ自動車株式会社 回転電機冷却システム
JP2014073803A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Toyota Motor Corp 冷却システム
JP6229690B2 (ja) * 2014-06-12 2017-11-15 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置
US10573940B2 (en) * 2015-02-25 2020-02-25 Ford Global Technologies, Llc Battery thermal management system
CN205376684U (zh) * 2015-11-27 2016-07-06 国宏汽车有限公司 一种电动汽车动力电池箱恒温装置
JP6432571B2 (ja) * 2016-08-12 2018-12-05 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の潤滑装置
CN106785201A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 苏州萌萌恰小家电科技有限公司 一种恒温电池
CN206574823U (zh) * 2017-03-17 2017-10-20 广东亿鼎新能源汽车有限公司 一种纯电动汽车电池包冷却系统
CN107256934B (zh) * 2017-05-20 2019-11-12 沈阳中北真空技术有限公司 一种新能源汽车电池组管理系统及控制方法
CN107394072B (zh) * 2017-06-23 2020-01-24 北京机械设备研究所 一种动力电池的热管理系统以及混合动力汽车

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013218984A (ja) 2012-04-12 2013-10-24 Kayaba Ind Co Ltd 温度制御システム及び温度制御システムを備えるハイブリッド建設機械の駆動システム
WO2017017867A1 (ja) 2015-07-30 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 冷却装置
JP2017100700A (ja) 2015-11-24 2017-06-08 トヨタ自動車株式会社 車両用冷却装置
WO2017118629A1 (en) 2016-01-07 2017-07-13 Borgwarner Sweden Ab Thermal management for electrical drive systems
JP6269889B1 (ja) 2017-07-27 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN111063960A (zh) 2020-04-24
JP2020062964A (ja) 2020-04-23
US20200127352A1 (en) 2020-04-23
CN111063960B (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2652469C1 (ru) Система охлаждения транспортного средства
JP7014126B2 (ja) 電池冷却システム
US9238994B2 (en) Cooling device for a hybrid vehicle
US8875820B2 (en) Hybrid construction machine
CN113227546B (zh) 车辆热交换系统
WO2017017867A1 (ja) 冷却装置
KR102673222B1 (ko) 하이브리드 차량의 열전달 유체 회로를 위한 열 관리 장치
JP2015085699A (ja) ハイブリッド車両のエンジン冷却用冷媒液温度調節方法
US20200136471A1 (en) Cooling system
US10710470B2 (en) Vehicular cooling system
KR20180100384A (ko) 전기 구동 시스템을 위한 열 관리
CN111902303A (zh) 冷却装置
US11614022B2 (en) Vehicle temperature adjustment system
CN114763062A (zh) 车辆
JP7431630B2 (ja) 電動機冷却制御装置
JP2020059407A (ja) 車両の制御装置
CN114834197B (zh) 水陆两栖车及用于水陆两栖车的冷却系统
JP5915574B2 (ja) 電動車両の冷却システム
JP2024004951A (ja) 蓄電装置温度調整システム
JP2023045307A (ja) 車両用温調システム
JP2023006073A (ja) 車両用冷却装置
CN117698408A (zh) 热管理系统、电驱动系统和电动作业机械
JP2019103334A (ja) 車両用冷却装置
JP2013210151A (ja) 統合冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210218

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220103