JP7552042B2 - Vehicle battery case and vehicle battery temperature control device - Google Patents
Vehicle battery case and vehicle battery temperature control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7552042B2 JP7552042B2 JP2020047501A JP2020047501A JP7552042B2 JP 7552042 B2 JP7552042 B2 JP 7552042B2 JP 2020047501 A JP2020047501 A JP 2020047501A JP 2020047501 A JP2020047501 A JP 2020047501A JP 7552042 B2 JP7552042 B2 JP 7552042B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- heat exchange
- heat
- section
- vehicle battery
- 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
Links
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 404
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- 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)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明は、車両用バッテリーケースおよび車両用バッテリー温度調節装置に関する。 The present invention relates to a vehicle battery case and a vehicle battery temperature control device.
電動車両に用いられるバッテリー(例えばリチウムイオンバッテリー)は、低温環境下では内部抵抗が増加して取り出せる電力量が減少し、高温になると劣化(例えば負極表面のSEI被膜が成長することによるバッテリー容量の低下)が促進されて寿命が短くなる。また、バッテリーは充放電時には発熱する。このため、バッテリーの出力低下および劣化を防止または抑制するためには、バッテリーの温度が適切な範囲内におさまるように温度調節をしなければならない。 In batteries (e.g., lithium-ion batteries) used in electric vehicles, the internal resistance increases in low-temperature environments, reducing the amount of power that can be extracted, and at high temperatures, degradation (e.g., a decrease in battery capacity due to the growth of an SEI coating on the negative electrode surface) accelerates, shortening the battery's lifespan. In addition, batteries generate heat when charging and discharging. For this reason, in order to prevent or suppress a decrease in battery output and degradation, the battery temperature must be regulated to stay within an appropriate range.
特許文献1には、車両のバッテリーが熱交換器を介してキャビン空調用の冷媒回路に接続されており、冷媒回路はバッテリーを冷却または加熱できるように構成されているとともに、バッテリーの熱を冷媒回路に供給できるように構成されている電動車両用の空調システムが開示されている。この電動車両用の空調システムによれば、キャビンの空調ができるとともにバッテリーの温度を制御できる。 Patent Document 1 discloses an air conditioning system for an electric vehicle in which the vehicle battery is connected to a refrigerant circuit for cabin air conditioning via a heat exchanger, and the refrigerant circuit is configured to be able to cool or heat the battery and to supply heat from the battery to the refrigerant circuit. This air conditioning system for an electric vehicle can both air condition the cabin and control the temperature of the battery.
特許文献2には、バッテリー用の冷媒の温度が目標温度よりも高い場合にはエアコン用の冷媒によってバッテリー用の冷媒を冷却し、バッテリー用の冷媒の温度が目標温度より低い場合には電気ヒータで加熱するように構成される電動車両用熱管理システムが開示されている。この電動車両用熱管理システムによれば、バッテリーが高温である場合にはエアコンの冷媒で間接的に冷却し、バッテリーが低温である場合には電気ヒータで加熱することにより、バッテリーの温度を調節できる。 Patent Document 2 discloses a thermal management system for an electric vehicle that is configured to cool the battery refrigerant with an air conditioner refrigerant when the temperature of the battery refrigerant is higher than a target temperature, and to heat the battery refrigerant with an electric heater when the temperature of the battery refrigerant is lower than the target temperature. This thermal management system for an electric vehicle can adjust the temperature of the battery by indirectly cooling the battery with the air conditioner refrigerant when the battery is hot, and heating the battery with an electric heater when the battery is cold.
特許文献3には、バッテリーを冷却する車両用サーモサイフォン式の冷却装置が開示されている。この冷却装置によれば、バッテリーを低温に維持できる。 Patent document 3 discloses a thermosiphon-type cooling device for vehicles that cools the battery. This cooling device can keep the battery at a low temperature.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、特許文献1に開示されている空調システムでは、キャビンの空調とバッテリーの温度調節のための冷媒回路が共通であるため、バッテリーを適切な温度範囲に保つことが困難になる場合がある。同様に、特許文献2に開示されている電動車両用熱管理システムでは、バッテリー用の冷媒の冷却にエアコン用の冷媒を用いるため、バッテリーを適切な温度範囲に保つことが困難な場合がある。すなわち、一般的にバッテリーは10~25℃の範囲に保たれることが効率と劣化防止の観点から好ましいが、キャビンの空調が優先されると、バッテリーをこの温度範囲に保つことができないことがある。また、除霜などのために空調システムが停止すると、バッテリーの温度調節ができなくなる。また、特許文献2に開示されている電動車両用熱管理システムでは、バッテリー用の冷媒の加熱に電気ヒータを用いるため、電力の消費量が多くなる。特許文献3に開示されている冷却装置では、キャビンとは独立してバッテリーを冷却できるが、バッテリーの加熱はできないため、加熱のためには別途加熱器が必要になる。
(Problem to be solved by the invention)
However, in the air conditioning system disclosed in Patent Document 1, the refrigerant circuit for the cabin air conditioning and the temperature adjustment of the battery are shared, so it may be difficult to keep the battery in an appropriate temperature range. Similarly, in the thermal management system for an electric vehicle disclosed in Patent Document 2, the refrigerant for the air conditioner is used to cool the refrigerant for the battery, so it may be difficult to keep the battery in an appropriate temperature range. That is, in general, it is preferable to keep the battery in a range of 10 to 25°C from the viewpoint of efficiency and prevention of deterioration, but if the air conditioning of the cabin is prioritized, it may not be possible to keep the battery in this temperature range. In addition, if the air conditioning system is stopped for defrosting or the like, it becomes impossible to adjust the temperature of the battery. In addition, in the thermal management system for an electric vehicle disclosed in Patent Document 2, an electric heater is used to heat the refrigerant for the battery, so electricity consumption is high. In the cooling device disclosed in Patent Document 3, the battery can be cooled independently of the cabin, but the battery cannot be heated, so a separate heater is required for heating.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、キャビンと独立してバッテリーの加熱および冷却ができる車両用バッテリーケースおよび車両用バッテリー温度調節装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a vehicle battery case and a vehicle battery temperature control device that can heat and cool the battery independently of the cabin.
(課題を解決するための手段)
前記課題を解決するため、本発明に係る車両用バッテリーケース(10)は、
内側表面(上面)にバッテリー(15)を載置可能な支持部材(ロアケース(11))を有する車両用バッテリーケース(10)であって、
支持部材(ロアケース(11))は、
内側表面(上面)の側に位置しており冷媒が通過可能な冷媒経路(112)が設けられている第一冷媒通過部(111)と、
第一冷媒通過部(111)よりも外側表面(下面)の側に位置しており冷媒が通過可能な冷媒経路(114)が設けられている第二冷媒通過部(113)と、
第一冷媒通過部(111)と第二冷媒通過部(113)との間に設けられている断熱部(115)と、
を備え、
第一冷媒通過部(111)と第二冷媒通過部(113)とが互いに離間していることにより第一冷媒通過部(111)と第二冷媒通過部(113)との間に空気層が設けられており、この空気層が断熱部(115)である。
(Means for solving the problem)
In order to solve the above problems, the vehicle battery case (10) according to the present invention comprises:
A vehicle battery case (10) having a support member (lower case (11)) on an inner surface (upper surface) of which a battery (15) can be placed,
The support member (lower case (11)) is
a first refrigerant passage portion (111) located on an inner surface (upper surface) side and having a refrigerant path (112) through which a refrigerant can pass;
a second refrigerant passing portion (113) located closer to an outer surface (lower surface) than the first refrigerant passing portion (111) and having a refrigerant path (114) through which a refrigerant can pass;
a heat insulating section (115) provided between the first refrigerant passing section (111) and the second refrigerant passing section (113);
Equipped with
Since the first refrigerant passing section (111) and the second refrigerant passing section (113) are separated from each other, an air layer is provided between the first refrigerant passing section (111) and the second refrigerant passing section (113), and this air layer is a heat insulating section (115).
本発明がこのように構成されると、第一冷媒通過部(111)の冷媒経路(112)内を通過する冷媒と支持部材(ロアケース(11))に搭載されたバッテリー(15)とを熱交換させることができるとともに、第二冷媒通過部(113)の冷媒経路(114)を通過する冷媒と外気とを熱交換させることができる。つまり、第一冷媒通過部(111)が、バッテリー(15)と冷媒との熱交換部として機能し、第二冷媒通過部(113)が冷媒と外気との熱交換部として機能する。そのため、車両用バッテリーケース(10)とは別に熱交換器を使用することなく、バッテリー(15)の加熱および冷却が可能である。さらに、キャビンの空気調和機とは独立してバッテリー(15)の温度調節ができる。このため、キャビンの空気調和機の温度設定や動作状況の影響を受けることなく、バッテリー(15)を適切な温度に維持できる。また、バッテリー(15)をヒートポンプ方式によって加熱できるから、電熱ヒータを用いてバッテリー(15)を加熱する方式に比較して、バッテリー(15)の加熱時における電力消費量の低減を図ることができる。 When the present invention is configured in this manner, it is possible to exchange heat between the refrigerant passing through the refrigerant path (112) of the first refrigerant passing section (111) and the battery (15) mounted on the support member (lower case (11)), and to exchange heat between the refrigerant passing through the refrigerant path (114) of the second refrigerant passing section (113) and the outside air. In other words, the first refrigerant passing section (111) functions as a heat exchange section between the battery (15) and the refrigerant, and the second refrigerant passing section (113) functions as a heat exchange section between the refrigerant and the outside air. Therefore, it is possible to heat and cool the battery (15) without using a heat exchanger separate from the vehicle battery case (10). Furthermore, the temperature of the battery (15) can be adjusted independently of the cabin air conditioner. Therefore, the battery (15) can be maintained at an appropriate temperature without being affected by the temperature setting or operating status of the cabin air conditioner. In addition, because the battery (15) can be heated using a heat pump system, it is possible to reduce the amount of power consumed when heating the battery (15) compared to a system in which an electric heater is used to heat the battery (15).
さらに、第一冷媒通過部(111)と第二冷媒通過部(113)との間に断熱部(115)が設けられる構成であると、第一冷媒通過部(111)と第二冷媒通過部(113)との間での熱移動を抑制できる。 Furthermore, if a heat insulating section (115) is provided between the first refrigerant passing section (111) and the second refrigerant passing section (113), heat transfer between the first refrigerant passing section (111) and the second refrigerant passing section (113) can be suppressed.
また、本発明がこのように構成されると、支持部材(ロアケース(11))の成形が容易であるとともに支持部材(ロアケース(11))の重量の増加を招かない。また、このような構成であると、支持部材(ロアケース(11))の下側に物体が衝突するなどして衝撃が加わった場合、断熱部(115)がクラッシャブルゾーンとして機能する。このため、バッテリー(15)に掛かる衝撃を低減できる。また、衝撃によって第二冷媒通過部(113)が損傷して冷媒が漏出した場合であっても、漏出した冷媒が支持部材(ロアケース(11))により形成される内部空間に侵入することが防止または抑制される。 Furthermore, when the present invention is configured in this manner, the support member (lower case (11)) can be easily molded and the weight of the support member (lower case (11)) does not increase. Furthermore, with this configuration, when an impact is applied to the underside of the support member (lower case (11)) due to an object colliding with it, the insulating section (115) functions as a crushable zone. This reduces the impact on the battery (15). Furthermore, even if the second refrigerant passing section (113) is damaged by an impact and the refrigerant leaks, the leaked refrigerant is prevented or suppressed from entering the internal space formed by the support member (lower case (11)).
本発明は、支持部材(ロアケース(11))の外側表面に、第二冷媒通過部(113)を通過する冷媒を車両用バッテリーケース(10)の外部に放出するための放熱部(116)が設けられている、という構成であってもよい。 The present invention may be configured such that a heat dissipation section (116) is provided on the outer surface of the support member (lower case (11)) for discharging the refrigerant passing through the second refrigerant passage section (113) to the outside of the vehicle battery case (10).
本発明がこのように構成されると、第二冷媒通過部(113)を通過する冷媒と外気との間での熱交換の効率を高めることができる。したがって、バッテリー(15)の冷却および加熱の効率を高めることができる。 When the present invention is configured in this manner, the efficiency of heat exchange between the refrigerant passing through the second refrigerant passage (113) and the outside air can be increased. Therefore, the efficiency of cooling and heating the battery (15) can be increased.
放熱部(116)は車両用バッテリーケース(10)の外側に向かって突出する立壁状のフィンである、という構成であってもよい。 The heat dissipation section (116) may be configured as a vertical wall-shaped fin that protrudes toward the outside of the vehicle battery case (10).
本発明がこのように構成されると、放熱部(116)がクラッシャブルゾーンとして機能する。すなわち、車両用バッテリーケース(10)の下方から物体が衝突した場合、放熱部(116)であるフィンが変形することによって衝撃を吸収し、バッテリー(15)に掛かる衝撃を緩和する。 When the present invention is configured in this manner, the heat dissipation section (116) functions as a crushable zone. In other words, when an object strikes the vehicle battery case (10) from below, the fins of the heat dissipation section (116) deform to absorb the impact, thereby reducing the impact on the battery (15).
本発明の車両用バッテリー温度調節装置(20)は、
内部に収容されているバッテリー(15)と冷媒との間で熱交換可能に構成されている第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))および外気と冷媒との間で熱交換可能に構成されている第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))を有する車両用バッテリーケース(10)と、
冷媒を圧縮して吐出できる圧縮機(22)と、
圧縮機(22)が吐出した冷媒を第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))または第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))に流入させるかを切り替える切替弁(四方弁(24))と、
第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))と第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))とを冷媒が流通可能に接続する中間接続経路(30)と、
を有し、
バッテリー(15)を加熱する場合には、切替弁(四方弁(24))は圧縮機(22)が吐出した冷媒が第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))に流入するように圧縮機(22)と第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))とを接続し、圧縮機(22)が吐出した冷媒を第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))、中間接続経路(30)、第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))の順に流すことで、第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))において冷媒からバッテリー(15)に熱を与え、
バッテリー(15)を冷却する場合には、切替弁(四方弁(24))は圧縮機(22)が吐出した冷媒が第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))に流入するように圧縮機(22)と第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))とを接続し、圧縮機(22)が吐出した冷媒を第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))、中間接続経路(30)、第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))の順に流すことで、第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))において前記冷媒の熱を外気に放出し、第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))において冷媒によりバッテリー(15)の熱を奪うように構成されている。この場合、本発明の車両用バッテリー温度調節装置(20)は、バッテリー(15)を加熱する場合に圧縮機(20)が吐出した冷媒が第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))に流入し、バッテリー(15)を冷却する場合に圧縮機(20)が吐出した冷媒が第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))に流入するように、切替弁(四方弁(24)を制御する制御装置(21)を有していると良い。
The vehicle battery temperature control device (20) of the present invention comprises:
A battery case (10) for a vehicle having a first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)) configured to be able to exchange heat between a battery (15) accommodated therein and a refrigerant, and a second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)) configured to be able to exchange heat between outside air and the refrigerant;
A compressor (22) capable of compressing and discharging a refrigerant;
a switching valve (four-way valve (24)) for switching whether the refrigerant discharged from the compressor (22) flows into the first heat exchange section (the first refrigerant passing section (111)) or the second heat exchange section (the second refrigerant passing section (113));
an intermediate connection path (30) that connects the first heat exchange section (the first refrigerant passing section (111)) and the second heat exchange section (the second refrigerant passing section (113)) so that a refrigerant can flow therethrough;
having
When the battery (15) is heated, the switching valve (four-way valve (24)) connects the compressor (22) to the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)) so that the refrigerant discharged from the compressor (22) flows into the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)), and the refrigerant discharged from the compressor (22) flows through the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)), the intermediate connection path (30), and the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)) in this order, thereby providing heat from the refrigerant to the battery (15) in the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111));
When cooling the battery (15), the switching valve (four-way valve (24)) connects the compressor (22) and the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)) so that the refrigerant discharged from the compressor (22) flows into the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)), and the refrigerant discharged from the compressor (22) flows sequentially through the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)), the intermediate connection path (30), and the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)), thereby dissipating heat of the refrigerant to the outside air in the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)) and removing heat from the battery (15) by the refrigerant in the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)). In this case, the vehicle battery temperature control device (20) of the present invention may have a control device (21) that controls a switching valve (four-way valve (24)) so that the refrigerant discharged from the compressor (20) flows into the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)) when heating the battery (15) and so that the refrigerant discharged from the compressor (20) flows into the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)) when cooling the battery (15).
本発明がこのように構成されると、車両用バッテリーケース(10)に設けられている第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))においてバッテリー(15)と熱交換され、第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))において車両用バッテリーケース(10)の外部の空気と熱交換される。したがって、別個独立した熱交換器が不要であるから、調温装置(20)の小型化を図ることができる。また、車両用バッテリーケース(10)においてバッテリー(15)と冷媒との熱交換および外気と冷媒との熱交換を完結することができるから、キャビン用の空気調和機の冷媒と熱交換させなくてもよい。このため、キャビン用の空気調和機の動作の影響を受けることなく、バッテリー(15)を適切な温度に調節できる。また、バッテリー(15)の加熱に冷媒を用いる構成であるため、例えば電熱ヒータを用いる構成と比較して加熱時の電力消費量を低減できる。 When the present invention is configured in this manner, heat is exchanged with the battery (15) in the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)) provided in the vehicle battery case (10), and heat is exchanged with the air outside the vehicle battery case (10) in the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)). Therefore, a separate independent heat exchanger is not required, and the temperature control device (20) can be made smaller. In addition, since the heat exchange between the battery (15) and the refrigerant and the heat exchange between the outside air and the refrigerant can be completed in the vehicle battery case (10), there is no need to exchange heat with the refrigerant of the cabin air conditioner. Therefore, the battery (15) can be adjusted to an appropriate temperature without being affected by the operation of the cabin air conditioner. In addition, since the configuration uses a refrigerant to heat the battery (15), the amount of power consumed during heating can be reduced compared to a configuration using an electric heater, for example.
この場合、車両用バッテリーケース(10)は、内側表面にバッテリー(15)を載置可能に構成されている支持部材(ロアケース(11))を有し、支持部材(ロアケース(11))には、内側表面の側に位置しており冷媒が通過可能な冷媒経路(112)が設けられている第一冷媒通過部(111)と、第一冷媒通過部(111)よりも外側表面の側に位置しており冷媒が通過可能な冷媒経路(114)が設けられている第二冷媒通過部(113)と、第一冷媒通過部(111)と第二冷媒通過部(113)との間に設けられている断熱部(115)と、が設けられており、第一冷媒通過部(111)が第一熱交換部であり、第二冷媒通過部(113)が第二熱交換部である、という構成であってもよい。 In this case, the vehicle battery case (10) may have a support member (lower case (11)) configured so that a battery (15) can be placed on its inner surface, and the support member (lower case (11)) may be provided with a first refrigerant passing portion (111) located on the inner surface side and provided with a refrigerant path (112) through which a refrigerant can pass, a second refrigerant passing portion (113) located on the outer surface side of the first refrigerant passing portion (111) and provided with a refrigerant path (114) through which a refrigerant can pass, and a heat insulating portion (115) provided between the first refrigerant passing portion (111) and the second refrigerant passing portion (113), and the first refrigerant passing portion (111) may be a first heat exchange portion, and the second refrigerant passing portion (113) may be a second heat exchange portion.
第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))と第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))とは互いに離間していることにより第一熱交換部(第一冷媒通過部(111))と第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))との間に空気層が設けられており、空気層が前記断熱部(115)である、という構成であってもよい。 The first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)) and the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)) may be separated from each other, so that an air layer is provided between the first heat exchange section (first refrigerant passing section (111)) and the second heat exchange section (second refrigerant passing section (113)), and the air layer may be the heat insulating section (115).
支持部材(ロアケース(11))の外側表面には、第二熱交換部(第二冷媒通過部(113))を通過する冷媒を車両用バッテリーケース(10)の外部に放出するための放熱部(116)が設けられている、という構成であってもよい。 The outer surface of the support member (lower case (11)) may be provided with a heat dissipation section (116) for discharging the refrigerant passing through the second heat exchange section (second refrigerant passage section (113)) to the outside of the vehicle battery case (10).
放熱部(116)は車両用バッテリーケース(10)の外側に向かって突出する立壁状のフィンである、という構成であってもよい。 The heat dissipation section (116) may be configured as a vertical wall-shaped fin that protrudes toward the outside of the vehicle battery case (10).
本発明がこれらのように構成されると、上述の効果と同様の効果を奏することができる。 When the present invention is configured in this way, it can achieve the same effects as those described above.
以下、本発明の実施形態に係る車両用バッテリーケースおよび車両用バッテリー温度調節装置について、図面を参照して説明する。本発明の実施形態に係る車両用バッテリーケースおよび車両用バッテリー温度調節装置は、電動車両に搭載される。本実施形態に係る車両用バッテリーケースには、電動車両の走行用の電源であるバッテリーが収容される。また、本実施形態に係る車両用バッテリー温度調節装置は、車両用バッテリーケースに収容されているバッテリーの温度を調節する。なお、説明の便宜上、以下の説明において、本発明の実施形態に係る車両用バッテリーケースを「バッテリーケース」と略して記し、車両用バッテリー温度調節装置を「調温装置」と略して記すことがある。 The vehicle battery case and vehicle battery temperature control device according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The vehicle battery case and vehicle battery temperature control device according to the embodiment of the present invention are mounted on an electric vehicle. The vehicle battery case according to the embodiment houses a battery that is a power source for driving the electric vehicle. The vehicle battery temperature control device according to the embodiment regulates the temperature of the battery housed in the vehicle battery case. For ease of explanation, in the following explanation, the vehicle battery case according to the embodiment of the present invention may be abbreviated to "battery case" and the vehicle battery temperature control device may be abbreviated to "temperature control device."
(バッテリーケース)
図1は、バッテリーケース10の構成例を模式的に示す分解斜視図であり、下方から見た図である。図2は、バッテリーケース10の構成例を模式的に示す断面図である。図1および図2において、バッテリーケース10の上方を矢印Upで示し、下方を矢印Dwで示す。図1および図2に示すように、バッテリーケース10はロアケース11と、カバー12とを有している。
(Battery case)
Fig. 1 is an exploded perspective view, as viewed from below, that typically shows an example of the configuration of the
ロアケース11は支持部材の例である。ロアケース11は所定の厚さを有する板状の構成を有しており、内側表面の例である上面にバッテリー15を載置できるように構成されている。なお、ロアケース11の上面はバッテリー15を載置できるように構成されていればよく、具体的な構成は限定されない。バッテリー15として、例えばリチウムイオンバッテリーを採用することができる。
The
ロアケース11は、第一冷媒通過部111と、第二冷媒通過部113と、断熱部115と、放熱部116とを有している。第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113のそれぞれには、バッテリー15の温度を調節するための冷媒が通過可能な冷媒経路112,114が設けられている。具体的には、第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113は、図2に示すように、それぞれ所定の厚さを有する板状の構成を有している。そして、第一冷媒通過部111の冷媒経路112には、第一冷媒通過部111の厚さ方向(上下方向)に直角な方向に延伸する孔が適用される。同様に、第二冷媒通過部113の冷媒経路114には、第二冷媒通過部113の厚さ方向(上下方向)に直角な方向に延伸する孔が適用される。
The
この場合、図2に示すように、第一冷媒通過部111には互いに略平行な複数の冷媒経路112が設けられる。さらに、ロアケース11には、第一冷媒通過部111に外部から冷媒を流入させるため、またはロアケース11の外部に冷媒を流出させるための2つの冷媒の出入口が設けられる。そして、複数の冷媒経路112のそれぞれの両端部は図略のU字管などにより互いに直列的に接続されているとともに、複数の冷媒経路112のうちのいずれか2つのそれぞれの一方の端部は、2つの冷媒の出入口のそれぞれに接続されている。このような構成であれば、一方の冷媒の出入口から流入した冷媒は、第一冷媒経路111に設けられている複数の冷媒経路112のそれぞれを通過し、他方の冷媒の出入り口からバッテリーケース10の外部に流出する。
In this case, as shown in FIG. 2, the first
または、第一冷媒通過部111の複数の冷媒経路112のそれぞれの一方の端部は図略の多岐管(マニホールド)を介して一方の冷媒の出入口に接続され、第一冷媒通過部111の複数の冷媒経路112のそれぞれの他方の端部は図略の他の多岐管を介して他方の冷媒の出入口に接続されるという構成であってもよい。このような構成であれば、一方の冷媒の出入口に流入した冷媒は、多岐管を介して複数の冷媒経路112のそれぞれに流入し、複数の冷媒経路112のそれぞれを通過した冷媒は、他の多岐管を介して他方の冷媒の出入口からロアケース11の外部に流出する。
Alternatively, one end of each of the multiple
なお、第一冷媒通過部111に設けられている複数の冷媒経路112どうしの接続構造、および冷媒経路112と冷媒の出入口との接続構造は、上述の構造に限定されない。要は、ロアケース11の外部から第一冷媒通過部111の冷媒経路112に外部から冷媒を流入させることができるとともに、冷媒経路112を通過した冷媒をロアケース11の外部に流出させることができればよい。また、説明を省略するが、第二冷媒通過部113の冷媒経路114も同様の構成が適用できる。
The connection structure between the multiple
図2に示すように、第一冷媒通過部111はバッテリー15が載置される面の側に設けられている。第二冷媒通過部113は第一冷媒通過部111よりもバッテリーケース10の外側(下側)に設けられている。そして、第一冷媒通過部111がバッテリーケース10の内側表面の一部を形成し、第二冷媒通過部113がバッテリーケース10の外側表面の一部を形成する。このため、ロアケース11の上面に載置されているバッテリー15と第一冷媒通過部111を通過する冷媒との間で熱交換が可能である。また、バッテリーケース10の外部の空気と第二冷媒通過部113を通過する冷媒との間で熱交換が可能である。
As shown in FIG. 2, the first refrigerant passing
第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間には断熱部115が設けられている。この断熱部115によって、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間で熱が移動することを防止する。具体的には、図2に示すように、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113とは互いに離間しており、このため、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間に空気層(空洞)が存在する。そしてこの空気層が断熱部115として機能する。なお、断熱部115は空気層に限定されない。例えば、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間に断熱部材(第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113よりも熱伝導率が低い材料からなる部材)が配置される構成であってもよい。要は、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間に、第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113よりも熱伝導率が低い層が設けられる構成であればよい。
A
なお、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113とは、互いに接触する部分を有していてもよい。例えば図2に示すように、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113とが周縁部において互いに結合していてもよい。
The first
このように、バッテリーケース10は、板状の第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113が重なっている二重底(二重構造)を有している。そして、二重底を構成する第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113のうちの第一冷媒通過部111がバッテリーケース10の内周側(上側)に位置することによりバッテリーケース10の内周面(底板の上面)を形成する。また、第二冷媒通過部113がバッテリーケース10の外周側(下側)に位置することによりバッテリーケース10の外周面(底板の下面)を形成する。
In this way, the
放熱部116は、外部の空気と第二冷媒通過部113の冷媒経路114を通過する冷媒との間で熱交換の効率を高める機能(交換する熱量を多くする機能)を有する。放熱部116は、第二冷媒通過部113の下面(すなわち、バッテリーケース10の外側表面)から下側に突出する立壁状のフィンである。なお、放熱部116であるフィンは、第二冷媒通過部113に一体に設けられている。換言すると、放熱部116であるフィンは、ロアケース11に一体に設けられている。
The
ロアケース11は、例えばアルミニウム合金からなり、例えば押し出しによって成形される。この場合には、第一冷媒通過部111、第二冷媒通過部113および放熱部116であるフィンは一体に成形される。そして、ロアケース11の端面に第一冷媒通過部111の冷媒経路112および第二冷媒通過部113の冷媒経路114の開口が現れるため、ロアケース11の端面にU字管または多岐管などが接続されることにより、ロアケース11の外部と冷媒経路112,114を接続するための冷媒の出入口が形成される。なお、ロアケース11はアルミニウム合金に限定されるものではなく、アルミニウム合金のほか、アルミまたは鋼などの各種金属材料が適用できる。ただし、ロアケース11は、断熱部115を除いては熱伝導率が高い材料により形成されることが好ましい。また、ロアケース11の製造方法も押し出しに限定されるものではなく、プレスまたはダイキャストなどといった各種製造方法が適用できる。
The
カバー12は、ロアケース11の上側に取り付けられる部材である。カバー12は下側が開口している箱状(換言すると、ドーム状)の構成を有しており、ロアケース11の上面に載置されているバッテリー15を覆うことができる(換言すると、バッテリー15を収容できる)ように構成されている。なお、カバー12はバッテリー15をバッテリーケース10の外部に露出しないように覆うことができる構成であればよく、具体的な構成は特に限定されない。さらに、カバー12の材質も特に限定されるものではなく、アルミ、アルミニウム合金、鉄鋼材料、樹脂材料など、各種の材料が適用できる。
The
このようなバッテリーケース10によれば、バッテリーケース10とは別に熱交換器を使用することなく、バッテリー15の加熱および冷却が可能である。具体的には、バッテリー15を加熱する場合には、高温の冷媒を第一冷媒通過部111を通過させることによりバッテリー15を加熱することができる。そして、第一冷媒通過部111を通過した冷媒を第二冷媒通過部113を通過させることにより、冷媒が外気から熱を受け取ることができる。また、バッテリー15を冷却する場合には、冷媒を第二冷媒通過部113を通過させることにより、冷媒の熱を外部の空気に放出することができ、外部の空気に熱を放出した冷媒を第一冷媒通過部111を通過させることにより、バッテリー15を冷却することができる。また、低温の冷媒を第一冷媒通過部111を通過させることにより、バッテリー15を冷却することができ、第一冷媒通過部111を通過した冷媒を第二冷媒通過部113を通過させることにより、バッテリーから奪った熱をバッテリーケース10の外部に放出することもできる。
According to such a
そして、このような構成によれば、キャビンの空気調和機とは独立してバッテリー15の温度調節ができる。このため、キャビンの空気調和機の温度設定や動作状況の影響を受けることなく、バッテリー15を適切な温度に維持できる。また、このような構成であれば、バッテリー15をヒートポンプ方式によって加熱できるから、電熱ヒータを用いてバッテリー15を加熱する方式に比較して、バッテリー15の加熱時における電力消費量の低減を図ることができる。
And with this configuration, the temperature of the
第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間に断熱部115が設けられる構成であると、第一冷媒通過部111と第二冷媒通過部113との間での熱移動を抑制できる。したがって、バッテリー15の加熱時には、第一冷媒通過部111から第二冷媒通過部113に移動する熱量を少なくすることで、バッテリー15に与える熱量を多くできる(換言すると、熱量の減少を防止または抑制できる)。バッテリー15の冷却時には、第二冷媒通過部113から第一冷媒通過部111に移動する熱量を少なくすることで、冷媒がバッテリー15から奪う熱量を多くできる(換言すると、熱量の減少を防止または抑制できる)。
When the insulating
断熱部115が空気層(ロアケース11の内部に設けられている空洞)であると、成形が容易であるとともにロアケース11の重量の増加を招かない。また、このような構成であると、ロアケース11の下側に物体が衝突するなどして衝撃が加わった場合、断熱部115がクラッシャブルゾーンとして機能する。このため、バッテリー15に掛かる衝撃を低減できる。また、衝撃によって第二冷媒通過部113が損傷して冷媒が漏出した場合であっても、漏出した冷媒がロアケース11とカバー12とより形成される内部空間に侵入することが防止または抑制される。
If the insulating
第二冷媒通過部113の外側表面に放熱部116が設けられる構成であると、第二冷媒通過部113を通過する冷媒と外気との間での熱交換の効率を高めることができる(換言すると、冷媒と外気との間で交換する熱量を多くできる)。したがって、バッテリー15の冷却および加熱の効率を高めることができる。
When the
放熱部116が下側に突出する立壁状のフィンであると、放熱部116がクラッシャブルゾーンとして機能する。すなわち、バッテリーケース10の下方から物体が衝突した場合、放熱部116であるフィンが変形することによって衝撃を吸収し、バッテリー15に掛かる衝撃を緩和する。したがって、バッテリーケース10の下側から物体が衝突した場合に、バッテリー15を保護できる。
When the
(調温装置)
次に、調温装置20について説明する。調温装置20は、本実施形態に係るバッテリーケース10に収容されているバッテリー15の加熱および冷却ができるように構成されている。調温装置20はいわゆるヒートポンプ方式の装置であり、冷媒の蒸発と凝縮の際の潜熱を利用してバッテリー15を加熱および冷却できるように構成されている。図3は、調温装置20の構成例を示す図である。図3においては、バッテリー15の加熱動作時における冷媒の流れを実線の矢印により示し、バッテリー15の冷却動作時における冷媒の流れを破線の矢印により示す。図3に示すように、調温装置20は、本実施形態に係るバッテリーケース10と、制御装置21と、圧縮機22と、駆動力源23と、切替弁の例である四方弁24と、アキュムレータ26と、膨張弁ブリッジ回路25とを有している。
(Temperature control device)
Next, the
バッテリーケース10は、上述のように第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113を有している。調温装置20においては、第一冷媒通過部111が第一熱交換部として機能し、第二冷媒通過部113が第二熱交換部として機能する。
As described above, the
制御装置21は、調温装置20に含まれる機器を制御する。制御装置21は、CPUとROMとRAMとを有するコンピュータを有している。ROMには、調温装置20に含まれる各機器を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。CPUは、ROMにあらかじめ格納されているコンピュータプログラムを読み出し、RAMに展開して実行する。これにより、調温装置20に含まれる各機器が制御され(すなわち、調温装置20の制御が実現され)、調温装置20によるバッテリー15の温度調節が実現する。
The
圧縮機22は、駆動力源23が出力する駆動力によって作動するように構成されている。圧縮機22は、冷媒吸入口221および冷媒吐出口222を備えており、冷媒吸入口221から吸入した冷媒を圧縮して冷媒吐出口222から吐出するように構成されている。駆動力源23には電動モータが適用できる。なお、圧縮機22および駆動力源23の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種の構成が適用できる。
The
四方弁24は、第一ポート241、第二ポート242、第三ポート243、および第四ポート244の4つのポートを備えている。第一ポート241は、圧縮機吐出口経路27を介して圧縮機22の冷媒吐出口222と接続されている。第二ポート242は、第一接続経路28を介してバッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112の一方の端部(冷媒の出入口)に接続されている。第三ポート243は、第二接続経路29を介してバッテリーケース10の第二冷媒通過部113の冷媒経路114の一方の端部(冷媒の出入口)に接続されている。第四ポート244は、アキュムレータ26の冷媒入口261に接続されている。
The four-
四方弁24は、第一の状態と第二の状態とを選択的に実現可能に構成されている。第一の状態は、第一ポート241と第二ポート242が連通するとともに、第三ポート243と第四ポート244とが連通する状態である。第二の状態は、第一ポート241と第三ポート243とが連通するとともに、第二ポート242と第四ポート244とが連通する状態である。四方弁24は、制御装置21によって、バッテリー15を加熱する場合には第一の状態にされ、バッテリー15を冷却する場合には第二の状態にされる。
The four-
バッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112の他方の端部(四方弁24の第三ポート243と接続されている側とは反対側の冷媒の出入口)と、第二冷媒通過部113の冷媒経路114の他方の端部(四方弁24の第二ポート242に接続されている側とは反対側の冷媒の出入口)とは、中間接続経路30によって接続されている。この中間接続経路30上には膨張弁ブリッジ回路25が設けられている。膨張弁ブリッジ回路25は、所定の一方向に流れる冷媒を膨張させる膨張弁251と、この膨張弁251を流れる冷媒の方向を前記所定の一方向に規制するための4つの逆止弁252(一方向弁)を有する。なお、膨張弁ブリッジ回路25の構成は特に限定されるものではなく、従来公知の構成が適用できる。要は、膨張弁ブリッジ回路25は、第一冷媒通過部111から第二冷媒通過部113に向かって冷媒が流れる場合および第二冷媒通過部113から第一冷媒通過部111に向かって冷媒が流れる場合のいずれにおいても、膨張弁251に冷媒が所定の一方向(冷媒を膨張させる方向に)に向かって流れるように構成されていればよい。
The other end of the
アキュムレータ26は、冷媒入口261および冷媒出口262を有している。アキュムレータ26は、冷媒入口261から流入した冷媒(気液二相の冷媒)が気相の冷媒と液相の冷媒に分離され、気相の冷媒が冷媒出口262から流出するように構成されている。アキュムレータ26の冷媒入口261は、アキュムレータ入口経路31を介して四方弁24の第四ポート244と接続されている。アキュムレータ26の冷媒出口262は、圧縮機吸入口経路32を介して圧縮機22の冷媒吸入口221に接続されている。
The
次に、調温装置20によるバッテリー15の加熱動作について説明する。バッテリー15の加熱動作時には、制御装置21は四方弁24を第一の状態に保持する。圧縮機22は、駆動力源23の駆動力によって作動すると、低温低圧の気相の冷媒を冷媒吸入口221から吸入して圧縮し、高温高圧の気相の冷媒を冷媒吐出口222から吐出する。冷媒吐出口222から吐出された冷媒は、圧縮機吐出口経路27を通過して四方弁24の第一ポート241に流入し、第二ポート242から流出し、第一接続経路28を通過してバッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112に流入する。そして、高温高圧の冷媒は、バッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112を通過している間に、バッテリーケース10に収容されているバッテリー15と熱交換して一部が凝縮(液化)する。このとき冷媒経路112を通過する冷媒が熱を放出することによりバッテリー15を加熱する。
Next, the heating operation of the
バッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112を通過した冷媒は、中間接続経路30上に設けられている膨張弁ブリッジ回路25の膨張弁251を通過することにより低圧化される。低圧化された冷媒は、バッテリーケース10の第二冷媒通過部113の冷媒経路114に流入する。そして、バッテリーケース10の第二冷媒通過部113の冷媒経路114に流入した冷媒は、バッテリーケース10の外部の空気と熱交換して蒸発(気化)する。このとき冷媒経路114を通過する冷媒が外部の空気の熱を奪う。気化した冷媒は、第二接続経路29を通過して四方弁24の第三ポート243に流入する。
The refrigerant that has passed through the
バッテリー15の加熱動作時には、四方弁24は第一の状態にされており、第三ポート243と第四ポート244とが連通している。このため、四方弁24の第三ポート243に流入した冷媒は、第四ポート244とアキュムレータ入口経路31とを通過し、アキュムレータ26の冷媒入口261に流入する。このように、アキュムレータ26には、バッテリーケース10から戻ってきた低温低圧の冷媒が流入する。
During the heating operation of the
アキュムレータ26に流入した冷媒は、気相の冷媒と液相の冷媒に分離される。そして、低温低圧の気相の冷媒は、圧縮機吸入口経路32を通過し、圧縮機22の冷媒吸入口221に流入する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、バッテリー15の加熱が継続される。
The refrigerant that flows into the
次に、調温装置20によるバッテリー15の冷却動作について説明する。加熱動作時と同様に、圧縮機22の冷媒吐出口222から高温高圧の気相の冷媒が吐出され、吐出された冷媒は、圧縮機吐出口経路27を通過して四方弁24の第一ポート241に流入する。バッテリー15の冷却動作時には四方弁24は第二の状態(第一ポート241と第三ポート243が連通している状態)にされる。このため四方弁24の第一ポート241に流入した冷媒は、第三ポート243から流出し、第二接続経路29を通過してバッテリーケース10の第二冷媒通過部113の冷媒経路114に流入する。そして、冷媒は、バッテリーケース10の第二冷媒通過部113の冷媒経路114を通過する間に、バッテリーケース10の外部の空気と熱交換して一部が凝縮(液化)する。このとき冷媒経路114を通過する冷媒がバッテリーケース10の外部に熱を放出する。
Next, the cooling operation of the
バッテリーケース10の第二冷媒通過部113の冷媒経路114を通過した冷媒は、中間接続経路30を通過してバッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112に流入する。中間接続経路30には膨張弁ブリッジ回路25が設けられており、冷媒は膨張弁ブリッジ回路25を通過することによって膨張する(低圧化される)。このため、バッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112には、蒸発しやすいように膨張した(低圧化された)冷媒が流入する。バッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112に流入した冷媒は、そこを通過する間にバッテリー15と熱交換して蒸発(気化)する。このとき冷媒経路112を通過する冷媒がバッテリー15の熱を奪うことにより、バッテリー15が冷却される。バッテリーケース10の第一冷媒通過部111の冷媒経路112を通過した冷媒は、第一接続経路28を通過して四方弁24の第二ポート242に流入する。
The refrigerant that has passed through the
バッテリー15の冷却動作時には、四方弁24は第二の状態にされており、第二ポート242と第四ポート244とが連通している。このため、四方弁24の第二ポート242に流入した冷媒は第四ポート244から流出し、アキュムレータ入口経路31を通過してアキュムレータ26の冷媒入口261に流入する。このように、アキュムレータ入口経路31には、バッテリー15の加熱運転時と同様に、バッテリーケース10から戻ってきた低温低圧の冷媒が流れる。そして、バッテリー15の加熱運転時と同様に、アキュムレータ26において冷媒が気液分離され、低温低圧の気相の冷媒が圧縮機吸入口経路32を介して圧縮機22に流入する。このような冷媒の循環サイクルが繰り返されることにより、バッテリー15の冷却が継続される。
During the cooling operation of the
このように、バッテリーケース10に設けられている第一冷媒通過部111においてバッテリー15と熱交換され、第二冷媒通過部113においてバッテリーケース10の外部の空気と熱交換される。したがって、別個独立した熱交換器が不要であるから、調温装置20の小型化を図ることができる。また、バッテリーケース10においてバッテリー15と冷媒との熱交換および外気と冷媒との熱交換を完結させることができるから、キャビン用の空気調和機の冷媒と熱交換させなくてもよい。このため、キャビン用の空気調和機の動作の影響を受けることなく、バッテリー15を適切な温度に調節できる。また、バッテリー15の加熱に冷媒を用いる構成であるため、例えば電熱ヒータを用いる構成と比較して加熱時の電力消費量を低減できる。
In this way, heat is exchanged with the
なお、調温装置20に上記構成を有するバッテリーケース10が適用される構成であると、調温装置20は上記バッテリーケース10が有する効果と同様の効果を有する。
When the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の改変が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the invention, and these modifications are also included in the technical scope of the present invention.
例えば、前記実施形態では、カバー12が下側が開口する箱状の形状を有し、ロアケース11が板状の形状を有する構成を示したが、カバー12が板状であり、ロアケース11が上側が開口する箱状の形状を有していてもよい。また、カバー12が下側が開口する箱状の形状を有し、ロアケース11が上側が開口する箱状の形状を有していてもよい。これらの場合には、ロアケース11の底部が、第一冷媒通過部111および第二冷媒通過部113を有していればよい。
For example, in the above embodiment, the
また、前記実施形態では、バッテリーケース10が上下方向視において略四辺形である例を示したが、バッテリーケース10の形状は特に限定されるものではない。バッテリーケース10の形状は、バッテリーケース10の設置スペースの形状に応じて適宜設定される。
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the
10…バッテリーケース、11…ロアケース、111…ロアケースの第一冷媒通過部、112…ロアケースの第一冷媒通過部の冷媒経路、113…ロアケースの第二冷媒通過部、114…ロアケースの第二冷媒通過部の冷媒経路、115…断熱部、116…放熱部、15…バッテリー、20…車両用バッテリー温度調節装置、22…圧縮機、24…四方弁
10...battery case, 11...lower case, 111...first refrigerant passing portion of lower case, 112...refrigerant path of first refrigerant passing portion of lower case, 113...second refrigerant passing portion of lower case, 114...refrigerant path of second refrigerant passing portion of lower case, 115...insulating portion, 116...heat dissipating portion, 15...battery, 20...vehicle battery temperature control device, 22...compressor, 24...four-way valve
Claims (8)
前記支持部材は、
前記内側表面の側に位置しており冷媒が通過可能な冷媒経路が設けられている第一冷媒通過部と、
前記第一冷媒通過部よりも外側表面の側に位置しており前記冷媒が通過可能な冷媒経路が設けられている第二冷媒通過部と、
前記第一冷媒通過部と前記第二冷媒通過部との間に設けられている断熱部と、
を備え、
前記第一冷媒通過部と前記第二冷媒通過部とが互いに離間していることにより前記第一冷媒通過部と前記第二冷媒通過部との間に空気層が設けられており、前記空気層が前記断熱部である、
車両用バッテリーケース。 A vehicle battery case having a support member configured so that a battery can be placed on an inner surface thereof,
The support member is
a first refrigerant passage portion located on the inner surface side and having a refrigerant passage through which a refrigerant can pass;
a second refrigerant passing portion located closer to an outer surface than the first refrigerant passing portion and having a refrigerant path through which the refrigerant can pass;
a heat insulating section provided between the first refrigerant passing section and the second refrigerant passing section;
Equipped with
The first refrigerant passing portion and the second refrigerant passing portion are spaced apart from each other, so that an air layer is provided between the first refrigerant passing portion and the second refrigerant passing portion, and the air layer is the heat insulating portion.
Vehicle battery case.
前記支持部材の外側表面には、前記第二冷媒通過部を通過する前記冷媒を前記車両用バッテリーケースの外部に放出するための放熱部が設けられている、
車両用バッテリーケース。 The vehicle battery case according to claim 1 ,
a heat dissipation portion for discharging the refrigerant passing through the second refrigerant passing portion to the outside of the vehicle battery case, on an outer surface of the support member;
Vehicle battery case.
前記放熱部は前記車両用バッテリーケースの外側に向かって突出する立壁状のフィンである、
車両用バッテリーケース。 The vehicle battery case according to claim 2 ,
The heat dissipation portion is a vertical wall-shaped fin protruding toward the outside of the vehicle battery case.
Vehicle battery case.
前記冷媒を圧縮して吐出できる圧縮機と、
前記圧縮機が吐出した前記冷媒を前記第一熱交換部と前記第二熱交換部のいずれに流入させるかを切り替える切替弁と、
前記第一熱交換部と前記第二熱交換部とを前記冷媒が流通可能に接続する中間接続経路と、
を有し、
前記バッテリーを加熱する場合には、前記切替弁は前記圧縮機が吐出した前記冷媒が前記第一熱交換部に流入するように前記圧縮機と前記第一熱交換部とを接続し、前記圧縮機が吐出した前記冷媒を前記第一熱交換部、前記中間接続経路、前記第二熱交換部の順に流すことで、前記第一熱交換部において前記冷媒の熱を前記バッテリーに与え、
前記バッテリーを冷却する場合には、前記切替弁は前記圧縮機が吐出した前記冷媒が前記第二熱交換部に流入するように前記圧縮機と前記第二熱交換部とを接続し、前記圧縮機が吐出した前記冷媒を前記第二熱交換部、前記中間接続経路、前記第一熱交換部の順に流すことで、前記第二熱交換部において前記冷媒が有する熱を外部に放出し、前記第一熱交換部において前記冷媒により前記バッテリーの熱を奪うように構成されている、
車両用バッテリー温度調節装置。 A battery case for a vehicle including a first heat exchanger configured to be able to exchange heat between a battery accommodated therein and a refrigerant, and a second heat exchanger configured to be able to exchange heat between outside air and the refrigerant;
A compressor capable of compressing and discharging the refrigerant;
a switching valve for switching whether the refrigerant discharged from the compressor flows into the first heat exchange unit or the second heat exchange unit;
an intermediate connection path that connects the first heat exchange unit and the second heat exchange unit so that the refrigerant can flow therethrough;
having
When the battery is heated, the switching valve connects the compressor and the first heat exchange unit so that the refrigerant discharged from the compressor flows into the first heat exchange unit, and the refrigerant discharged from the compressor flows through the first heat exchange unit, the intermediate connection path, and the second heat exchange unit in this order, thereby providing heat of the refrigerant to the battery in the first heat exchange unit;
When cooling the battery, the switching valve connects the compressor and the second heat exchange unit so that the refrigerant discharged from the compressor flows into the second heat exchange unit, and the refrigerant discharged from the compressor flows through the second heat exchange unit, the intermediate connection path, and the first heat exchange unit in this order, so that heat contained in the refrigerant is released to the outside in the second heat exchange unit, and heat is removed from the battery by the refrigerant in the first heat exchange unit.
Vehicle battery temperature control device.
前記車両用バッテリーケースは、内側表面に前記バッテリーを載置可能に構成されている支持部材を有し、
前記支持部材には、
前記内側表面の側に位置しており前記冷媒が通過可能な冷媒経路が設けられている第一冷媒通過部と、
前記第一冷媒通過部よりも外側表面の側に位置しており前記冷媒が通過可能な冷媒経路が設けられている第二冷媒通過部と、
前記第一冷媒通過部と前記第二冷媒通過部との間に設けられている断熱部と、
が設けられており、
前記第一冷媒通過部が前記第一熱交換部であり、前記第二冷媒通過部が前記第二熱交換部である、
車両用バッテリー温度調節装置。 5. The vehicle battery temperature control device according to claim 4 ,
The vehicle battery case has a support member configured so that the battery can be placed on an inner surface of the support member,
The support member includes:
a first refrigerant passage portion located on the inner surface side and having a refrigerant passage through which the refrigerant can pass;
a second refrigerant passing portion located closer to an outer surface than the first refrigerant passing portion and having a refrigerant path through which the refrigerant can pass;
a heat insulating section provided between the first refrigerant passing section and the second refrigerant passing section;
There is a system in place,
The first refrigerant passing section is the first heat exchange section, and the second refrigerant passing section is the second heat exchange section.
Vehicle battery temperature control device.
前記第一熱交換部と前記第二熱交換部とは互いに離間していることにより前記第一熱交換部と前記第二熱交換部との間に空気層が設けられており、前記空気層が前記断熱部である、
車両用バッテリー温度調節装置。 6. The vehicle battery temperature control device according to claim 5 ,
The first heat exchange unit and the second heat exchange unit are spaced apart from each other, so that an air layer is provided between the first heat exchange unit and the second heat exchange unit, and the air layer is the thermal insulation unit.
Vehicle battery temperature control device.
前記支持部材の外側表面には、前記第二熱交換部を通過する前記冷媒を前記車両用バッテリーケースの外部に放出するための放熱部が設けられている、
車両用バッテリー温度調節装置。 7. The vehicle battery temperature control device according to claim 5 ,
a heat dissipation portion for discharging the refrigerant passing through the second heat exchange portion to the outside of the vehicle battery case, on an outer surface of the support member;
Vehicle battery temperature control device.
前記放熱部は前記車両用バッテリーケースの外側に向かって突出する立壁状のフィンである、
車両用バッテリー温度調節装置。 8. The vehicle battery temperature control device according to claim 7 ,
The heat dissipation portion is a vertical wall-shaped fin protruding toward the outside of the vehicle battery case.
Vehicle battery temperature control device.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020047501A JP7552042B2 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Vehicle battery case and vehicle battery temperature control device |
CN202120278939.XU CN215771320U (en) | 2020-03-18 | 2021-02-01 | Battery case for vehicle and battery temperature adjusting device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020047501A JP7552042B2 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Vehicle battery case and vehicle battery temperature control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021150105A JP2021150105A (en) | 2021-09-27 |
JP7552042B2 true JP7552042B2 (en) | 2024-09-18 |
Family
ID=77851366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020047501A Active JP7552042B2 (en) | 2020-03-18 | 2020-03-18 | Vehicle battery case and vehicle battery temperature control device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7552042B2 (en) |
CN (1) | CN215771320U (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008140630A (en) | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Power source device for vehicle and electric vehicle with power source device |
JP2008204990A (en) | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electricity accumulating unit |
JP2010277863A (en) | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Vehicular battery system and vehicle loading the same |
JP2018127087A (en) | 2017-02-08 | 2018-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | Battery cooling system |
JP2020113410A (en) | 2019-01-09 | 2020-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | Battery case |
-
2020
- 2020-03-18 JP JP2020047501A patent/JP7552042B2/en active Active
-
2021
- 2021-02-01 CN CN202120278939.XU patent/CN215771320U/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008140630A (en) | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | Power source device for vehicle and electric vehicle with power source device |
JP2008204990A (en) | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electricity accumulating unit |
JP2010277863A (en) | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Sanyo Electric Co Ltd | Vehicular battery system and vehicle loading the same |
JP2018127087A (en) | 2017-02-08 | 2018-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | Battery cooling system |
JP2020113410A (en) | 2019-01-09 | 2020-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | Battery case |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021150105A (en) | 2021-09-27 |
CN215771320U (en) | 2022-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8616012B2 (en) | Evaporator for a refrigeration circuit | |
US8863543B2 (en) | Device for cooling a heat source of a motor vehicle | |
CN102017275B (en) | Device and method for cooling a battery module | |
KR101798144B1 (en) | Apparatus to manage Battery pack of Electronic Vehicle and Heat Exchange Module | |
WO2015011919A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
US20210031588A1 (en) | Circuit for the thermal management of a hybrid or electric vehicle | |
JP5974960B2 (en) | Battery temperature control device | |
KR20190016711A (en) | Centralized energy module for vehicle | |
WO2018235473A1 (en) | Terminal cooling device | |
WO2016059791A1 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
CN109690220B (en) | Method for manufacturing device temperature control device and method for filling working fluid | |
WO2018047538A1 (en) | Device temperature control system | |
JP6729527B2 (en) | Equipment temperature controller | |
JP6590321B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
WO2020004219A1 (en) | Apparatus temperature adjusting device | |
WO2015008463A1 (en) | Vehicle air conditioner and constituent unit thereof | |
CN114303275B (en) | Battery temperature regulating device | |
JP7552042B2 (en) | Vehicle battery case and vehicle battery temperature control device | |
CN220021275U (en) | Cooling plate, power battery assembly, thermal management system and electricity utilization device | |
CN118269568A (en) | Thermal management system of vehicle and vehicle | |
EP2960612A1 (en) | Heat exchanger and vehicle air conditioning device | |
CN116638912A (en) | Battery cooling system and battery cooling method capable of reducing energy consumption | |
JP2015037894A (en) | Vehicle air conditioner, heat exchange device, and unit device for vehicle air conditioning | |
WO2017163563A1 (en) | Heat exchanging unit and vehicular air conditioning device | |
JP2020517065A (en) | Device for controlling the temperature of the battery pack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240112 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240123 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240521 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7552042 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |