WO2019123881A1 - 機器温調装置 - Google Patents

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WO2019123881A1
WO2019123881A1 PCT/JP2018/041546 JP2018041546W WO2019123881A1 WO 2019123881 A1 WO2019123881 A1 WO 2019123881A1 JP 2018041546 W JP2018041546 W JP 2018041546W WO 2019123881 A1 WO2019123881 A1 WO 2019123881A1
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WO
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working fluid
temperature control
connection portion
device temperature
condenser
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/041546
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English (en)
French (fr)
Inventor
義則 毅
康光 大見
功嗣 三浦
竹内 雅之
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
Priority claimed from JP2018192063A external-priority patent/JP7159771B2/ja
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D9/00Devices not associated with refrigerating machinery and not covered by groups F25D1/00 - F25D7/00; Combinations of devices covered by two or more of the groups F25D1/00 - F25D7/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/06Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/06Arrangement in connection with cooling of propulsion units with air cooling

Definitions

  • the present disclosure relates to a device temperature control apparatus that adjusts the temperature of a target device by phase change between a liquid phase and a gas phase of a working fluid.
  • Patent Document 1 describes a refrigerant circuit including an evaporator for evaporating the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant, and a refrigerant pump for circulating the refrigerant between the evaporator and the condenser.
  • the refrigerant pump forcibly circulates the refrigerant between the evaporator and the condenser.
  • the refrigerant pump is provided in a liquid phase flow path for flowing a liquid phase working fluid from the condenser to the evaporator.
  • this inventor examined the apparatus temperature control apparatus which adjusts the temperature of an object apparatus using a loop-type thermosiphon circuit.
  • thermosiphon circuit is a circuit of a working fluid which constitutes a loop type thermosiphon heat pipe.
  • the thermosiphon circuit includes an evaporator for evaporating the working fluid, a condenser for condensing the working fluid evaporated in the evaporation section, and a gas phase flow path for flowing the working fluid in vapor phase from the evaporator to the condenser. And a liquid phase flow path for flowing a liquid phase working fluid from the condenser to the evaporator.
  • the target device is cooled by heat exchange between the working fluid and the target device.
  • An object of the present disclosure is to provide an apparatus temperature control apparatus capable of reducing the influence of the condenser on the cooling performance of the apparatus temperature control apparatus in order to suppress a decrease in the cooling performance of the apparatus temperature control apparatus.
  • the device temperature control device that adjusts the temperature of the target device by the phase change between the liquid phase and the gas phase of the working fluid is An apparatus temperature control unit having one or more apparatus heat exchangers configured such that the target apparatus and the working fluid can exchange heat so that the working fluid evaporates when the target apparatus is cooled;
  • a condenser for condensing a gas phase working fluid;
  • a gas phase flow path connected to the device temperature control unit and the condenser, for flowing a working fluid of the gas phase from the device temperature control unit to the condenser;
  • a part of the device temperature control unit for flowing the working fluid in the liquid phase, the condenser is bypassed, and another portion of the device temperature control unit for flowing the working fluid in the liquid phase
  • a bypass channel for flowing the working fluid of And a pump provided in the bypass flow
  • a pump is provided in the bypass flow path. Therefore, when the pump is operated, the working fluid in the liquid phase flows through the condenser between the portion for flowing the working fluid in the liquid phase and the bypass flow path by the pump. . Therefore, the cooling performance of the device temperature control apparatus can be less affected by the condenser.
  • the condenser dissipates heat from the working fluid by heat exchange between the working fluid and the air.
  • a condenser that exchanges heat between the working fluid and the air can be used.
  • the pump is provided in the liquid phase flow path.
  • the working fluid when the temperature of the air is higher than the temperature of the working fluid inside the condenser, the working fluid is not condensed in the condenser. Therefore, even if the pump is operated, the working fluid in the liquid phase can not be supplied to the device temperature control unit. Therefore, the target device can not be cooled by the device temperature adjustment unit.
  • the pump is operated when the temperature of the air is higher than the temperature of the working fluid inside the condenser.
  • the working fluid refrigerant in the liquid phase exists in the device temperature control unit, the working fluid in the liquid phase can flow from one part of the device temperature control unit to another part of the device temperature control unit. For this reason, compared with the case where a pump is provided in a liquid phase channel, cooling time of an object apparatus can be extended.
  • parenthesized reference symbol attached to each component etc. shows an example of the correspondence of the component etc. and the specific component etc. as described in the embodiment to be described later.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the whole structure of the apparatus temperature control apparatus of 1st Embodiment. It is a perspective view of the heat exchanger and battery module in FIG. It is sectional drawing of the heat exchanger in FIG. 1, and a battery module. It is a figure which shows the state of an apparatus temperature control apparatus when the apparatus temperature control apparatus of FIG. 1 inclines, and a pump has stopped. It is a figure which shows the state of an apparatus temperature control apparatus when the apparatus temperature control apparatus of FIG. 1 inclines, and a pump is working. It is a figure which shows the whole structure of the apparatus temperature control apparatus of the comparative example 1. FIG. It is a figure which shows the whole structure of the apparatus temperature control apparatus of 2nd Embodiment.
  • the device temperature control apparatus 1 is mounted on an electric vehicle (hereinafter simply referred to as a “vehicle”) such as an electric car, a plug-in hybrid car or a hybrid car.
  • vehicle such as an electric car, a plug-in hybrid car or a hybrid car.
  • the device temperature control device 1 cools or warms up a secondary battery (hereinafter referred to as "battery”) mounted on a vehicle to adjust the temperature of the battery.
  • battery secondary battery
  • a large battery 2 installed in a vehicle is, for example, under a seat of a vehicle or under a trunk room as a battery pack (that is, a storage device) in which one or more battery modules 4 in which a plurality of battery cells 3 are combined is stored. Will be mounted.
  • the power stored in the battery 2 is supplied to the vehicle drive motor via an inverter or the like.
  • the battery 2 generates heat when power is supplied, for example, while the vehicle is traveling.
  • the battery 2 becomes high temperature it not only can not perform sufficient functions but also accelerates deterioration, so it is necessary to limit the output and input so as to reduce self-heating. Therefore, in order to secure the output and input of the battery 2, a cooling device for maintaining the battery 2 at a predetermined temperature or lower is required.
  • the temperature of the battery 2 rises not only while the vehicle is traveling but also while it is parked.
  • the battery 2 is often disposed under the floor of the vehicle, under the trunk room, etc., and although the amount of heat per unit time given to the battery 2 is small, the temperature of the battery 2 gradually rises by leaving for a long time.
  • the life of the battery 2 is shortened. Therefore, it is desired to maintain the temperature of the battery 2 at a predetermined temperature or less even while the vehicle is parked.
  • the battery 2 is configured by a plurality of battery cells 3.
  • the battery 2 when the temperature of each battery cell 3 is uneven, deterioration of the battery cell 3 is biased and the storage performance is lowered.
  • the battery 2 is configured to include a series connection of a plurality of battery cells 3, and the input / output characteristics of the battery 2 are determined in accordance with the characteristics of the battery cell 3 that has deteriorated the most. Therefore, in order to cause the battery 2 to exhibit desired performance over a long period of time, it is important to make the temperature uniform to reduce the temperature variation among the plurality of battery cells 3.
  • air-cooling type cooling means by a blower and cooling means utilizing cold heat of a vapor compression type refrigeration cycle are generally used.
  • the air-cooling type cooling means by the blower since the air-cooling type cooling means by the blower only blows the air in the passenger compartment, the cooling capacity is low. Further, since the air blown by the blower cools the battery 2 with sensible heat of air, the temperature difference between the upstream and the downstream of the air flow becomes large, and temperature variations among the plurality of battery cells 3 can not be sufficiently suppressed.
  • the cooling means utilizing the cold heat of the refrigeration cycle has a high cooling capacity, it is necessary to drive a compressor or the like that consumes a large amount of power while the vehicle is parked. This is not preferable because it causes an increase in power consumption and noise.
  • the device temperature control device 1 of the present embodiment adopts a thermosiphon system in which the temperature of the battery 2 is adjusted by natural circulation of the working fluid without forcibly circulating the working fluid by the compressor.
  • the device temperature adjusting device 1 includes a device temperature adjusting unit 10, a condenser 20, a gas pipe 30, and a liquid pipe 40.
  • the device temperature adjustment unit 10, the condenser 20, the gas pipe 30, and the liquid pipe 40 are connected to one another to form a loop-type thermosiphon circuit.
  • a predetermined amount of working fluid is enclosed in the thermosiphon circuit.
  • the working fluid for example, fluorocarbon-based refrigerants such as HFO-1234yf or HFC-134a are used. Note that upper and lower portions indicated by double arrows in the drawing indicate upper and lower sides in the direction of gravity in a state where the device temperature control device 1 is mounted on the vehicle.
  • the device temperature adjustment unit 10 is configured by one device heat exchanger 11.
  • the device heat exchanger 11 includes a cylindrical upper header tank 111, a cylindrical lower header tank 112, and a heat exchange core portion 113.
  • the upper header tank 111 is provided at a position on the equipment heat exchanger 11 above the gravity direction.
  • the upper header tank 111 internally defines a flow path through which the working fluid flowing out of each heat exchange core portion 113 flows.
  • the lower header tank 112 is provided at a position on the lower side in the direction of gravity of the heat exchanger 11 for equipment.
  • the lower header tank 112 internally defines a flow path through which the working fluid flowing into the heat exchange core portion 113 flows.
  • the lower header tank 112 is a portion of the apparatus heat exchanger 11 for flowing the working fluid in the liquid phase. In the present embodiment, the lower header tank 112 corresponds to a portion for flowing the working fluid in the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the heat exchange core unit 113 is configured to be capable of exchanging heat with the target device so that the working fluid in the liquid phase evaporates when the target device is cooled.
  • the heat exchange core portion 113 forms a plurality of flow paths inside the plate-like member.
  • the plurality of flow paths of the heat exchange core portion 113 are in communication with the flow path in the upper header tank 111 and the flow path in the lower header tank 112.
  • the heat exchange core portion 113 may be a stack of a plurality of tubes in which flow paths of the working fluid are formed.
  • Each component member 111, 112, 113 of the heat exchanger 11 for apparatuses is comprised, for example with metals with high heat conductivity, such as aluminum and copper.
  • each structural member 111, 112, 113 of the heat exchanger 11 for apparatuses may be comprised with the material with high heat conductivity other than a metal.
  • the battery module 4 is installed on the outside of the heat exchange core portion 113 via the electrically insulating heat conductive sheet 114.
  • the heat conduction sheet 114 ensures insulation between the heat exchange core portion 113 and the battery module 4. Furthermore, the thermal resistance between the heat exchange core portion 113 and the battery module 4 is small. In addition, the battery module 4 and the heat exchange core portion 113 may be directly connected without the heat conduction sheet 114.
  • the plurality of battery cells 3 constituting the battery module 4 are arranged in the direction (for example, the horizontal direction) intersecting the gravity direction.
  • the plurality of battery cells 3 are disposed on the side surfaces on both sides of the heat exchange core portion 113.
  • the surface 7 opposite to the surface 6 on which the terminal 5 is provided is installed on the side surface of the heat exchange core portion 113 via the heat conductive sheet 114. It is done.
  • the device heat exchanger 11 is mounted on a vehicle such that the plurality of battery cells 3 are arranged in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the battery module 4 can exchange heat with the working fluid in the heat exchange core portion 113.
  • the working fluid in the liquid phase inside the heat exchange core portion 113 evaporates. Thereby, the plurality of battery cells 3 are evenly cooled by the latent heat of vaporization of the working fluid.
  • an outlet 115 through which the working fluid flows out is provided at one end of the upper header tank 111 in the longitudinal direction.
  • an inlet 116 through which the working fluid flows is provided at one end of the lower header tank 112 in the longitudinal direction.
  • the condenser 20 is disposed above the heat exchanger 11 for equipment in the direction of gravity.
  • the condenser 20 is a heat exchanger for performing heat exchange between a gas phase working fluid that has flowed into the interior of the condenser 20 through the gas pipe 30 and a predetermined heat receiving medium.
  • the predetermined heat receiving medium is air outside the vehicle (that is, outside air).
  • the device temperature control apparatus 1 includes a fan 22.
  • the condenser 20 is an air-cooled heat exchanger that exchanges heat between the air or traveling air blown by the fan 22 and the working fluid of the gas phase.
  • the gas phase working fluid flowing through the condenser 20 is condensed by releasing heat to the air passing through the condenser 20, that is, it changes into a liquid phase working fluid.
  • the condenser 20 is generally provided in an engine room in front of the vehicle.
  • An inlet 201 into which a gas phase working fluid flows is provided on the upper side in the direction of gravity of the condenser 20.
  • An outlet 202 through which the working fluid in the liquid phase flows out is provided.
  • the gas pipe 30 has a gas flow path formed therein for flowing the working fluid of the gas phase evaporated inside the heat exchanger 11 for equipment from the heat exchanger 11 for equipment to the condenser 20.
  • One end of the gas pipe 30 is connected to the inlet 201 of the condenser 20.
  • the other end side of the gas pipe 30 is connected to the outlet 115 of the heat exchanger 11 for the device.
  • the gas pipe 30 communicates the inlet 201 of the condenser 20 with the outlet 115 of the heat exchanger 11 for the apparatus.
  • the liquid pipe 40 forms a liquid phase flow path inside for flowing the working fluid of liquid phase condensed inside the condenser 20 from the condenser 20 to the heat exchanger 11 for equipment.
  • One end of the liquid pipe 40 is connected to the outlet 202 of the condenser 20.
  • the other end of the liquid pipe 40 is connected to the inlet 116 of the heat exchanger 11 for the device.
  • the liquid pipe 40 communicates the outlet 202 of the condenser 20 with the inlet 116 of the heat exchanger 11 for equipment.
  • Gas piping 30 and liquid piping 40 are names for convenience, and do not mean piping through which only the working fluid in the gas or liquid phase flows. That is, both the gas phase and the liquid phase working fluid may flow through both the gas pipe 30 and the liquid pipe 40.
  • the shapes and the like of the gas pipe 30 and the liquid pipe 40 can be appropriately changed in consideration of the mountability to the vehicle.
  • the device temperature control apparatus 1 includes a bypass pipe 50 and a pump 60.
  • the bypass pipe 50 brings the rear side portion of the lower header tank 112 into communication with the front side portion of the lower header tank 112.
  • the bypass pipe 50 forms therein a bypass flow path for flowing the working fluid of the liquid phase to the front side portion of the device heat exchanger 11 by bypassing the condenser 20 from the rear side portion of the device heat exchanger 11 doing.
  • the rear side portion of the device heat exchanger 11 is a portion on the rear side of the center of the device heat exchanger 11 in the front-rear direction.
  • the front side portion of the device heat exchanger 11 is a portion on the front side of the center of the device heat exchanger 11 in the front-rear direction.
  • the rear side portion of the lower header tank 112 corresponds to a part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the front side portion of the lower header tank 112 corresponds to another portion of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • One end side of the bypass piping 50 is connected to the liquid piping 40 closer to the heat exchanger 11 for the device than the condenser 20. That is, the first connection portion 501 to which one end side of the bypass pipe 50 is connected is provided on the liquid pipe 40 on the side closer to the heat exchanger 11 for the device than the condenser 20.
  • the other end of the bypass pipe 50 opposite to the one end is connected to the rear end of the lower header tank 112. That is, the second connection portion 502 to which the other end side of the bypass pipe 50 is connected is provided at the rear end of the lower header tank 112. Therefore, the second connection portion 502 is located on the vehicle rear side of the first connection portion 501.
  • the pump 60 is provided at a position between the first connection portion 501 and the second connection portion 502 in the bypass pipe 50.
  • the pump 60 is a fluid machine that delivers a working fluid in liquid phase.
  • the pump 60 is located closer to the second connection portion 502 than the first connection portion 501 in the bypass pipe 50.
  • the pump 60 flows the working fluid in the liquid phase into the bypass piping 50 from the second connection portion 502 toward the first connection portion 501.
  • FIG. 1 shows the state of the device temperature control apparatus 1 when the vehicle is disposed horizontally.
  • the state in which the vehicle is arranged horizontally means the state in which the vehicle is arranged in the horizontal plane.
  • the heat exchanger 11 for equipment is in a horizontal state. If the heat exchanger 11 for equipment is in the horizontal state, the position in the gravity direction of the liquid level FL of the working fluid of the liquid phase inside the heat exchanger 11 for equipment is the front side portion of the heat exchanger 11 for equipment It means the same state as the rear side part.
  • the fluid level FL of the working fluid is positioned halfway in the height direction of the device heat exchanger 11.
  • the fluid level FL of the working fluid is located near the center in the height direction of the heat exchanger 11 for the device. Then, all of the bypass piping 50 including the first connection portion 501 and the second connection portion 502 and the pump 60 are positioned below the fluid level FL of the working fluid when the heat exchanger 11 for equipment is in the horizontal state. Do.
  • bypass piping 50 is connected to the thermosyphon circuit.
  • the bypass pipe 50 is a portion including the heat exchanger 11 for the device in the thermosyphon circuit and is connected to a portion not including the condenser 20.
  • the bypass circuit which bypasses the condenser 20 and circulates the heat exchanger 11 for apparatus and the bypass piping 50 is formed.
  • the bypass circuit does not include the condenser 20.
  • the device temperature control device 1 includes a control device 62 and a tilt sensor 64.
  • the controller 62 controls the operation of the pump 60 and the fan 22.
  • the inclination sensor 64 detects the inclination of the device temperature adjustment unit 10.
  • the tilt sensor 64 is connected to the input side of the controller 62.
  • the inclination sensor 64 outputs a sensor signal related to the inclination of the device heat exchanger 11.
  • the inclination sensor 64 may detect the inclination of the vehicle as the inclination of the device temperature adjustment unit 10.
  • the battery 2 generates heat, for example, while the vehicle is traveling, and the temperature of the battery 2 is increased.
  • the working fluid in the liquid phase in the heat exchanger 11 for equipment is evaporated by the heat transmitted from the plurality of battery cells 3 to the heat exchanger 11 for equipment.
  • the plurality of battery cells 3 are cooled by the latent heat of vaporization when the working fluid in the liquid phase evaporates.
  • the vapor phase working fluid produced by evaporation flows into the condenser 20 through the gas pipe 30.
  • the condenser 20 the working fluid in the liquid phase is cooled and condensed by heat exchange with the air or traveling wind blown by the fan 22.
  • the working fluid in liquid phase generated by condensation in the condenser 20 flows into the heat exchanger 11 for equipment via the liquid pipe 40.
  • the working fluid naturally circulates in the inside of the surf siphon circuit even if there is no driving force required for the circulation of the working fluid by the compressor or the like. For this reason, the device temperature control device 1 can realize temperature control of the battery 2 with high efficiency in which both of the power consumption amount and the noise are suppressed, as compared with the refrigeration cycle or the like.
  • the device temperature control apparatus 1 can cool the plurality of cells 3 uniformly.
  • the height H of the liquid level inside the heat exchanger 11 for apparatuses is the height from the bottom part of the heat exchanger 11 for apparatuses to a liquid level.
  • the lower portion of the lower header tank 112 when the device heat exchanger 11 is in the horizontal state is the bottom of the device heat exchanger 11. Further, the height of the liquid level inside the device heat exchanger 11 is measured in the direction orthogonal to the extending direction of the lower header tank 112.
  • FIG. 4 shows the state of the device temperature control apparatus 1 when the pump 60 is at a stop when the vehicle is disposed at an angle to the horizontal plane.
  • the vehicle is inclined so that the rear side of the vehicle is located on the lower side in the gravity direction than the front side of the vehicle.
  • the device temperature adjusting unit 10 is inclined such that the rear side of the device temperature adjusting unit 10 is positioned lower in the direction of gravity than the front side of the device temperature adjusting unit 10.
  • the working fluid in the liquid phase is biased to the rear side of the vehicle.
  • the height H1 of the liquid surface at the front side of the heat exchanger 11 for equipment is lower than the height H2 of the liquid level at the rear side of the heat exchanger 11 for equipment.
  • the amount of the working fluid in the liquid phase which exchanges heat with each of the plurality of battery cells 3 differs between the front side portion and the rear side portion of the heat exchanger 11 for equipment. For this reason, the cooling performance of the heat exchanger 11 for apparatuses differs in the front side part of the heat exchanger 11 for apparatuses, and a back side part.
  • the plurality of battery cells 3 can not be cooled evenly.
  • FIG. 5 shows the state of the device temperature control apparatus 1 when the vehicle is in an inclined state and the pump 60 is operating.
  • the control device 62 operates the pump 60.
  • the control device 62 determines that the device temperature adjustment unit 10 is inclined based on the sensor signal input from the inclination sensor 64. That's the case.
  • the working fluid in the liquid phase biased to the rear side portion of the heat exchanger 11 for equipment is supplied to the front side portion of the heat exchanger 11 for equipment via the bypass piping 50.
  • the bias of the working fluid of the liquid phase in the inside of the heat exchanger 11 for apparatus is eliminated. That is, the height H1 of the liquid surface at the front side portion of the device heat exchanger 11 can be made close to the height H2 of the liquid surface at the rear side portion of the device heat exchanger 11.
  • the cooling performance of the device heat exchanger 11 can be made close between the front side portion and the rear side portion of the device heat exchanger 11. Therefore, the plurality of battery cells 3 can be cooled uniformly.
  • the device temperature adjusting device 1 includes the device temperature adjusting unit 10 having one device heat exchanger 11, the condenser 20, the gas pipe 30, the liquid pipe 40, and the bypass.
  • a pipe 50 and a pump 60 are provided.
  • the first connection portion 501 to which one end side of the bypass pipe 50 is connected is provided in the liquid pipe 40.
  • the second connection portion 502 to which the other end side of the bypass pipe 50 is connected is provided at the rear end of the device temperature adjustment unit 10.
  • the second connection portion 502 is provided in a portion of the device temperature adjustment portion 10 which is horizontally separated from the first connection portion 501.
  • the device temperature adjustment device 1 is inclined, and the liquid temperature adjusting portion 10 is closer to the first connection portion 501 and the device temperature adjusting portion 10 is closer to the second connection portion 502.
  • the pump 60 is operated when the amounts of phase working refrigerants differ.
  • the pump 60 causes liquid working fluid to flow through the bypass piping 50.
  • the abundance of the working refrigerant in the liquid phase approaches the same on the side closer to the first connection portion 501 of the device temperature adjustment unit 10 and on the side closer to the second connection portion 502 of the device temperature adjustment unit 10. be able to. Therefore, even when the device temperature control device 1 is inclined, the plurality of battery cells 3 can be cooled uniformly.
  • the entire bypass pipe 50 and the pump 60 are located below the fluid level FL of the working fluid when the heat exchanger 11 for equipment is in the horizontal state. For this reason, even when the device temperature control unit 10 is inclined, the working fluid in the liquid phase can be sent by the pump 60. In order for the pump 60 to operate stably, it is desirable for the working fluid in the liquid phase to flow into the pump 60. This is because the operation of the pump 60 becomes unstable or inoperable when the gas-liquid two-phase or gas-phase working fluid flows into the pump 60.
  • the pump 60 is located closer to the second connection portion 502 than the first connection portion 501 in the bypass pipe 50.
  • the second connection portion 502 is located more rearward than the first connection portion 501. Therefore, when the vehicle is inclined such that the rear side of the vehicle is located on the lower side in the direction of gravity than the front side of the vehicle, the pump 60 can be positioned at the portion where the working fluid in the liquid phase exists. . For this reason, the pump 60 can deliver the working fluid in the liquid phase.
  • the device temperature adjusting device 1 of the present embodiment and the device temperature adjusting device J1 of Comparative Example 1 shown in FIG. 6 are compared.
  • the device temperature control device J1 of Comparative Example 1 differs from the device temperature control device 1 of the present embodiment in that the pump 60 is provided in the liquid pipe 40 and in that the bypass pipe 50 is not provided.
  • the other configuration of the device temperature adjusting device J1 of the comparative example 1 is the same as the device temperature adjusting device 1 of the present embodiment.
  • the cooling performance of the device temperature control device J1 is affected by the condenser 20.
  • the temperature of the air is higher than the temperature of the working fluid inside the condenser 20.
  • the temperature of the air becomes higher than the temperature of the working fluid, for example, there is a case where the air is the open air under the summer sky.
  • the working fluid is not condensed in the condenser 20, and the working fluid in the liquid phase is not supplied to the device temperature control unit 10. Therefore, the plurality of battery cells 3 can not be cooled by the device temperature adjustment unit 10.
  • the pump 60 is provided in the bypass pipe 50. Therefore, when the pump 60 is operated, the working fluid in the liquid phase flows from the rear side portion of the device temperature control unit 10 to the front side portion of the device temperature control unit 10 by bypassing the condenser 20. Therefore, the influence which the cooling performance of the apparatus temperature control apparatus 1 receives from the condenser 20 can be made small. Specifically, the pump 60 operates when the temperature of the air is higher than the temperature of the working fluid.
  • the device temperature control device 1 includes a first condenser 20 and a second condenser 24.
  • the first condenser 20 is the same as the condenser 20 of the first embodiment.
  • the first condenser 20 and the second condenser 24 are connected in parallel.
  • the second condenser 24 constitutes a part of a vapor compression refrigeration cycle.
  • the second condenser 24 is connected to the low pressure side portion of the refrigerant circuit constituting the refrigeration cycle.
  • the second condenser 24 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant of the refrigeration cycle and the working fluid of the gas phase.
  • the other configuration of the device temperature control apparatus 1 is the same as that of the first embodiment. For this reason, also in the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the first condenser 20 and the second condenser 24 are connected in parallel. However, the first condenser 20 and the second condenser 24 may be connected in series.
  • the battery 2 is configured of a plurality of battery modules, specifically, two battery modules 4A and 4B.
  • the device temperature adjustment unit 10 is configured of a plurality of device heat exchangers, specifically, two device heat exchangers 11A and 11B, a gas connection pipe 32, and a liquid connection pipe 42.
  • the configuration of each of the two device heat exchangers 11A and 11B is the same as the configuration of the device heat exchanger 11 of the first embodiment.
  • the heat exchanger 11A for one of the two heat exchangers 11A and 11B for equipment is configured to be capable of exchanging heat with one of the two battery modules 4A and 4B.
  • the other apparatus heat exchanger 11B of the two apparatus heat exchangers 11A and 11B is configured to be capable of exchanging heat with the other of the two battery modules 4A and 4B.
  • the two equipment heat exchangers 11A and 11B are connected in parallel to the condenser 20.
  • the outlet ports 115 of the heat exchangers 11A and 11B for each device are connected by a gas connection pipe 32.
  • the gas connection pipe 32 constitutes a flow path for flowing a gas phase working fluid.
  • the inlets 116 of the heat exchangers 11 ⁇ / b> A and 11 ⁇ / b> B for each device are connected to each other via a liquid connection pipe 42.
  • the liquid connection pipe 42 constitutes a flow path for flowing the working fluid in the liquid phase.
  • the two device heat exchangers 11A and 11B are mounted on the vehicle such that the two device heat exchangers 11A and 11B are aligned in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the first connection portion 501 to which one end side of the bypass pipe 50 is connected is provided on the liquid pipe 40 closer to the heat exchanger 11A on the vehicle front side than the condenser 20.
  • the second connection portion 502 to which the other end side of the bypass pipe 50 is connected is provided at an end portion of the lower header tank 112 on the rear side of the vehicle opposite to the inflow port 116 of the heat exchanger 11B.
  • the configuration other than the above of the device temperature adjusting device 1 of the present embodiment is the same as the device temperature adjusting device 1 of the first embodiment.
  • the device temperature adjustment unit 10 when the vehicle is arranged horizontally, the device temperature adjustment unit 10 is in the horizontal state.
  • the horizontal state of the device temperature adjustment unit 10 means that the heat exchangers 11A and 11B for the devices are aligned in the horizontal direction.
  • the horizontal state of the device temperature adjusting unit 10 means that the positions of the fluid level FL of the liquid phase inside the heat exchangers 11A and 11B are the same in the gravity direction.
  • the liquid level FL of the working fluid is positioned halfway in the height direction of the two device heat exchangers 11A and 11B.
  • the entire bypass piping 50 including the first connection portion 501 and the second connection portion 502 and the pump 60 are located below the fluid level FL of the working fluid when the device temperature adjustment portion 10 is in the horizontal state. .
  • the working fluid in the liquid phase flowing out of the condenser 20 branches, and the working fluid in the branched liquid phase flows into each of the two instrument heat exchangers 11A and 11B.
  • the gas phase working fluid flowing out of each of the two equipment heat exchangers 11A and 11B merges, and the merged gas phase working fluid flows into the condenser 20.
  • the device heat exchanger 11B on the rear side is the device heat exchanger 11A on the front side. It is located lower than the gravity direction.
  • the device temperature adjusting unit 10 is inclined such that the rear side of the device temperature adjusting unit 10 is positioned lower than the front side of the device temperature adjusting unit 10 in the direction of gravity.
  • the control device 62 when the inclination sensor 64 detects the inclination of the device temperature adjustment unit 10, the control device 62 operates the pump 60.
  • the operation of the pump 60 causes the working fluid in the liquid phase to flow through the bypass pipe 50.
  • the working fluid in the liquid phase which is biased to the rear side device heat exchanger 11B, can be supplied to the front side heat exchanger 11A.
  • the respective cooling performances of the front side heat exchanger 11A for the device and the rear heat exchanger 11B for the device can be made close to each other. Therefore, even when the device temperature control apparatus 1 is inclined, the two battery modules 4A and 4B can be cooled equally.
  • the lower header tank 112 and the liquid connection pipe 42 of the device heat exchangers 11A and 11B correspond to the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the lower header tank 112 of the rear side of the device heat exchanger 11B corresponds to a part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the lower header tank 112 of the device heat exchanger 11A on the front side corresponds to another part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the device temperature control device 1 includes a temperature sensor 66.
  • the temperature sensor 66 is provided in the battery 2.
  • the temperature sensor 66 detects the temperature of the battery 2.
  • the temperature sensor 66 is connected to the input side of the controller 62.
  • the other configuration of the device temperature control apparatus 1 is the same as that of the first embodiment.
  • the controller 62 operates the pump 60 when the temperature of the battery 2 detected by the temperature sensor 66 is higher than a predetermined temperature.
  • the operation of the pump 60 causes the working fluid in the liquid phase to flow through the bypass pipe 50.
  • the supply speed of the working fluid of the liquid phase to the whole region in the vehicle front-back direction of equipment temperature adjustment part 10 becomes quick.
  • the amount of refrigerant circulation between the device temperature adjustment unit 10 and the condenser 20 can be increased. Therefore, the cooling capacity of the device temperature control apparatus 1 can be increased.
  • the case where the temperature of the battery 2 detected by the temperature sensor 66 is higher than the predetermined temperature corresponds to the case where there is a demand to increase the cooling capacity of the device temperature adjustment unit 10.
  • the pump 60 when the temperature of the battery 2 detected by the temperature sensor 66 is higher than a predetermined temperature, the pump 60 is operated.
  • the present invention is not limited to this case, and the pump 60 may be operated when there is a demand to increase the cooling capacity of the device temperature adjustment unit 10 at the time of charging the battery 2 or the like.
  • the temperature of the battery 2 rises. Furthermore, speeding up of the charging time for quick charging is being considered. Specifically, the current input power at the time of rapid charging is about 50 kW at maximum. However, for the purpose of shortening the charging time, a method of charging with input power of 150 kW or more is being studied in the future. When the input power is increased, the calorific value of the battery 2 is also increased, and there is a possibility that the thermosiphon having only natural circulation can not spare the cooling capacity. On the other hand, according to this embodiment, the cooling capacity at the time of rapid charge of the battery 2 can be secured.
  • the controller 62 may be configured to operate the pump 60 when there is a request to increase the cooling capacity of the device temperature adjustment unit 10.
  • the device temperature adjusting device 1 includes a temperature sensor 66 in addition to the inclination sensor 64.
  • the state illustrated in FIG. 10 is a state in which the front side of the device temperature adjustment unit 10 is positioned below the rear side of the device temperature adjustment unit 10 in the direction of gravity.
  • the device temperature adjusting unit 10 is inclined such that the front side of the device temperature adjusting unit 10 is positioned lower in the direction of gravity than the rear side of the device temperature adjusting unit 10.
  • the working fluid in the liquid phase is biased to the front side of the vehicle.
  • the height H1 of the liquid level at the front side of the heat exchanger 11 for equipment is higher than the height H2 of the liquid level at the rear side of the heat exchanger 11 for equipment.
  • the amount of the working fluid in the liquid phase which exchanges heat with each of the plurality of battery cells 3 differs between the front side portion and the rear side portion of the heat exchanger 11 for equipment. For this reason, the plurality of battery cells 3 can not be cooled evenly.
  • the controller 62 further detects that the temperature detected by the temperature sensor 66 is higher than a predetermined temperature. As shown in FIG. 11, the pump 60 is operated. As a result, the working fluid in the liquid phase biased to the front side portion of the device heat exchanger 11 is supplied to the rear side portion of the device heat exchanger 11. For this reason, the height H1 of the liquid surface in the front side portion of the device heat exchanger 11 can be made close to the height H2 of the liquid surface in the rear side portion of the device heat exchanger 11. As a result, the plurality of battery cells 3 can be cooled uniformly.
  • the pump 60 causes the working fluid in the liquid phase to flow from the second connection portion 502 toward the first connection portion 501 inside the bypass piping 50 as indicated by the arrows in FIG. .
  • the pump 60 may cause the working fluid in the liquid phase to flow from the first connection portion 501 toward the second connection portion 502 in the inside of the bypass pipe 50 in the opposite direction to the direction of the arrow in FIG.
  • the condenser 20 can be bypassed between the bypass piping 50 and the lower header tank 112 of the heat exchanger 11 for the apparatus to allow the working fluid in the liquid phase to flow. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the working fluid in the liquid phase flows through the bypass piping 50 so as to bypass the condenser 20 from the front side portion of the lower header tank 112 to the rear side portion of the lower header tank 112.
  • the front side portion of the lower header tank 112 corresponds to a part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the rear side portion of the lower header tank 112 corresponds to another portion of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the first connection portion 501 may be provided in a portion of the lower header tank 112 on the front side of the center in the front-rear direction.
  • the second connection portion 502 may be provided at a position on the rear side of the center in the front-rear direction of the lower header tank 112 except for the end portion on the rear side of the lower header tank 112. Also by this, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • first connection portion 501 and the second connection portion 502 are not limited to the above positions.
  • the first connection portion 501 may be provided in any part of the liquid pipe 40 and the lower header tank 112.
  • the second connection portion 502 may be provided at a portion of the lower header tank 112 that is horizontally separated from the first connection portion 501.
  • both of the first connection portion 501 and the second connection portion 502 may be provided on the front side of the lower header tank 112.
  • both the first connection portion 501 and the second connection portion 502 may be provided at the rear side of the lower header tank 112.
  • the device temperature control apparatus 1 when the device temperature control apparatus 1 is inclined, the side closer to the first connection portion 501 of the device heat exchanger 11 and the side closer to the second connection portion 502 of the device heat exchanger 11 Thus, the abundance of the liquid-phase working refrigerant can be made close to the same.
  • the number of the device heat exchangers constituting the device temperature adjustment unit 10 is two. However, as shown in FIG. 13, the number of heat exchangers for equipment that constitute the equipment temperature adjustment unit 10 may be three or more.
  • the device temperature adjustment unit 10 is configured by three device heat exchangers 11A, 11B, 11C, gas connection pipes 32A, 32B, and liquid connection pipes 42A, 42B. ing.
  • Each of the three device heat exchangers 11A, 11B, and 11C is configured to be heat exchangeable with each of the three battery modules 4A, 4B, and 4C.
  • the three apparatus heat exchangers 11A, 11B, and 11C are connected in parallel to the condenser 20.
  • the outlet ports 115 of the heat exchangers 11A, 11B, and 11C for each device are connected by gas connection pipes 32A and 32B.
  • the gas connection pipes 32A and 32B constitute a flow path for flowing a working fluid in a gas phase.
  • the inflow ports 116 of the heat exchangers 11A, 11B, and 11C for each device are connected via liquid connection pipes 42A and 42B.
  • the liquid connection pipes 42A and 42B constitute a flow path for flowing the working fluid in the liquid phase.
  • the first connection portion 501 of the bypass pipe 50 is provided in the liquid pipe 40 as in the third embodiment.
  • the second connection portion 502 of the bypass pipe 50 is provided in the lower header tank 112 of the device heat exchanger 11B located at the rearmost side among the three device heat exchangers 11A, 11B, 11C.
  • the lower header tank 112 and the liquid connection pipes 42A and 42B of the device heat exchangers 11A, 11B and 11C allow the working fluid of the liquid phase to flow in the device temperature control unit. It corresponds to the part for.
  • the lower header tank 112 of the rear side of the device heat exchanger 11B corresponds to a part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the lower header tank 112 of the device heat exchanger 11A on the front side corresponds to another part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • first connection portion 501 and the second connection portion 502 are provided are not limited to the places shown in FIG. As shown in FIG. 14, FIG. 15, and FIG. 16, a first connection portion 501 and a second connection portion 502 may be provided.
  • the first connection portion 501 is provided in the device heat exchanger 11A located on the front side among the three device heat exchangers 11A, 11B, and 11C.
  • the second connection portion 502 is provided in the heat exchanger 11B for the device, similarly to the device temperature control device 1 shown in FIG. Also in the device temperature control apparatus shown in FIG. 14, the second connection portion 502 is separated from the first connection portion 501 in the horizontal direction.
  • the first connection portion 501 is a liquid connection piping located in a region on the front side of the center in the front-rear direction in the range in which the plurality of device heat exchangers 11A, 11B, 11C are arranged. It is provided at 42A.
  • the second connection portion 502 is provided in the heat exchanger 11B for the device, similarly to the device temperature control device 1 shown in FIG.
  • the lower header tank 112 of the device heat exchanger 11B on the rear side corresponds to a part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the liquid connection pipe 42A corresponds to another part of the part for flowing the working fluid of the liquid phase in the apparatus temperature control part.
  • the first connection portion 501 is provided in the liquid pipe 40 as in the device temperature control device 1 shown in FIG. 13.
  • the second connection portion 502 is provided in the liquid connection pipe 42B located in a portion on the rear side of the center in the front-rear direction in the range in which the plurality of heat exchangers 11A, 11B, and 11C for equipment are arranged.
  • the liquid connection pipe 42B corresponds to a part of a portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the lower header tank 112 of the device heat exchanger 11A on the front side corresponds to another part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the device temperature control unit.
  • the first connection portion 501 may be provided in a portion on the front side of the center in the front-rear direction of the device temperature adjustment portion 10.
  • the second connection portion 502 may be provided in a portion on the rear side of the center in the front-rear direction of the device temperature adjustment portion 10. According to this, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
  • first connection portion 501 may be provided in either the liquid piping 40 or the device temperature adjustment unit 10.
  • the second connection portion 502 may be provided at a position apart from the first connection portion 501 in the horizontal direction in the device temperature adjustment unit 10. According to this, when the device temperature control device 1 is inclined, the side closer to the first connection portion 501 in the device temperature adjustment unit 10 and the side closer to the second connection portion 502 in the device temperature adjustment portion 10 The amount of the liquid phase working refrigerant can be made to be the same.
  • the plurality of device heat exchangers are connected in parallel.
  • multiple heat exchangers for equipment may be connected in series.
  • the plurality of heat exchangers for equipment may be connected in combination of parallel and series.
  • the condenser 20 is bypassed from a part of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase in the equipment temperature adjustment unit 10 and the other portion of the portion for flowing the working fluid of the liquid phase is As long as the working fluid can flow, the position of the connection portion of the bypass piping 50 does not matter.
  • the device heat exchanger 11 is disposed in a direction parallel to the direction of gravity.
  • the device heat exchangers 11 may be arranged in parallel orientation in the horizontal direction.
  • the heat exchange core portion 113 is located below the battery 2.
  • the target device for which the device temperature control device 1 adjusts the temperature is the battery 2.
  • the target device may also be another device that requires cooling or warming up, such as, for example, a motor, an inverter or a charger. Further, the target device may not be mounted on the vehicle.
  • the device temperature control device 1 may have a function of warming up the target device.
  • a fluorocarbon-based refrigerant is employed as the working fluid.
  • other fluids such as propane and carbon dioxide may be employed as the working fluid.
  • the condenser 20 is disposed on the upper side in the gravity direction than the device temperature adjustment unit 10. However, if circulation of the working fluid is possible, the condenser 20 may be disposed at the same position as the device temperature control unit 10 in the gravity direction. Further, the predetermined heat receiving medium which exchanges heat with the working fluid flowing through the condenser 20 is not limited to air.
  • the predetermined heat receiving medium may be a refrigerant circulating in a refrigeration cycle, cooling water circulating in a cooling water circuit, or the like.
  • the device temperature control device includes the device temperature control unit, the condenser, the gas phase flow path, the liquid phase flow path, and the bypass.
  • a flow path and a pump are provided.
  • the first connection portion to which one end side of the bypass flow channel is connected is provided in either the liquid phase flow channel or the device temperature adjustment unit.
  • the second connection portion to which the other end side of the bypass flow channel is connected is provided at a portion of the device temperature adjustment portion which is horizontally separated from the first connection portion.
  • the bypass flow path can be connected in this manner.
  • the one or more device heat exchangers are one device heat exchanger.
  • the first connection portion is provided in one of the liquid phase flow path and one of the device heat exchangers.
  • the second connection portion is provided at a portion horizontally separated from the first connection portion in one heat exchanger for equipment.
  • the bypass flow paths can be connected in this manner.
  • the one or more device heat exchangers are a plurality of device heat exchangers.
  • Each of the plurality of device heat exchangers is arranged horizontally and connected to one another.
  • the first connection unit connects the liquid phase flow path, a part of the heat exchangers for equipment among the heat exchangers for equipment, and the heat exchangers for adjacent equipment among the heat exchangers for equipment. It is provided in any of the connection flow paths.
  • the second connection portion is any one of a plurality of heat exchangers for equipment and a connection flow path for connecting the heat exchangers for adjacent equipment among the heat exchangers for equipment. Among them, it is provided at a portion distant from the first connection portion. In the second aspect, the bypass flow paths can be connected in this manner.
  • the liquid surface of the working fluid is positioned halfway in the height direction of the one or more device heat exchangers, and At least one of the connection portion and the second connection portion is located below the liquid surface of the working fluid. According to this, when the device temperature adjustment unit is inclined such that one of the first connection unit and the second connection unit is positioned lower than the other, the working fluid in the liquid phase can be flowed to the bypass flow channel it can.
  • the liquid surface of the working fluid is positioned halfway in the height direction of the one or more device heat exchangers, and All of the bypass channels including the connection portion and the second connection portion are located below the liquid level of the working fluid. According to this, since the bypass flow path and the pump are located below the liquid level, the working fluid in the liquid phase can be reliably pumped.
  • the pump is located closer to the second connection portion than the first connection portion in the bypass flow channel. It is preferable to arrange the pump in this way when the device temperature adjustment unit is inclined and the second connection side of the device temperature adjustment unit is often lower than the first connection side of the device temperature adjustment unit. .
  • the pump can be positioned at the For this reason, the pump can deliver the working fluid in the liquid phase.
  • the target device and the device temperature control device are mounted on a vehicle.
  • the second connection portion is located rearward of the first connection portion.
  • the condenser causes the working fluid to dissipate heat by heat exchange between the working fluid and the air.
  • the device temperature adjusting device further includes a tilt sensor that detects the tilt of the device temperature adjusting unit.
  • the pump operates when the tilt sensor detects the tilt of the device temperature adjustment unit.
  • the pump operates when there is a demand to increase the cooling capacity of the device temperature control unit.
  • a configuration can be employed.
  • the temperature of the target device is higher than the predetermined temperature.
  • the eleventh aspect specifically, such a configuration can be adopted.

Abstract

作動流体の液相と気相との相変化により対象機器(2)の温度を調整する機器温調装置は、対象機器の冷却時に作動流体が蒸発するように対象機器と作動流体とが熱交換可能に構成された1つ以上の機器用熱交換器を有する機器温度調整部(10)と、気相の作動流体を凝縮させる凝縮器(20)と、機器温度調整部と凝縮器とに接続され、機器温度調整部から凝縮器へ気相の作動流体を流すための気相流路(30)と、機器温度調整部と凝縮器とに接続され、凝縮器から機器温度調整部へ液相の作動流体を流すための液相流路(40)と、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部から凝縮器をバイパスさせて液相の作動流体を流すための部分の他の一部へ液相の作動流体を流すためのバイパス流路(50)と、バイパス流路に設けられ、液相の作動流体を送るポンプ(60)とを備える。

Description

機器温調装置 関連出願への相互参照
 本出願は、2017年12月22日に出願された日本特許出願番号2017-246841号と、2018年10月10日に出願された日本特許出願番号2018-192063号とに基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
 本開示は、作動流体の液相と気相との相変化により対象機器の温度を調整する機器温調装置に関するものである。
 特許文献1には、冷媒を蒸発させる蒸発器と、冷媒を凝縮させる凝縮器と、蒸発器と凝縮器との間で冷媒を循環させる冷媒ポンプとを備える冷媒回路が記載されている。この冷媒回路では、蒸発器と凝縮器との間で、冷媒ポンプが冷媒を強制循環させる。冷媒ポンプは、凝縮器から蒸発器へ液相の作動流体を流すための液相流路に設けられている。
特開2008-281218号公報
 ところで、本発明者は、ループ型のサーモサイフォン回路を用いて、対象機器の温度を調整する機器温調装置を検討した。
 このサーモサイフォン回路は、ループ型のサーモサイフォン式ヒートパイプを構成する作動流体の回路である。このサーモサイフォン回路は、作動流体を蒸発させる蒸発器と、蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮器と、蒸発器から凝縮器へ気相の作動流体を流すための気相流路と、凝縮器から蒸発器へ液相の作動流体を流すための液相流路とを備える。蒸発器で、作動流体と対象機器とが熱交換することによって対象機器が冷却される。
 そして、本発明者は、この機器温調装置に関し、下記の課題を見出した。機器温調装置の液相流路に、特許文献1のように、液相の作動流体を送るポンプを設けることが考えられる。これによれば、ポンプを作動させることで、サーモサイフォン回路の作動流体の循環量を増大させることできる。よって、機器温調装置の冷却能力を増大させることができる。
 しかし、この場合、ポンプが作動すると、蒸発器と凝縮器との間を作動流体が循環する。このため、凝縮器の影響を受けて、機器温調装置の冷却性能が低下する場合がある。すなわち、凝縮器での作動流体の凝縮量が少ないほど、蒸発器での作動流体の蒸発量が少なくなる。このため、対象機器の冷却が弱くなる。また、凝縮器で作動流体が凝縮しなくなると、蒸発器での作動流体の蒸発が停止する。このため、対象機器を冷却することができない。
 本開示は、機器温調装置の冷却性能の低下を抑制するために、機器温調装置の冷却性能が凝縮器から受ける影響を小さくすることができる機器温調装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本開示の1つの観点によれば、
 作動流体の液相と気相との相変化により対象機器の温度を調整する機器温調装置は、
 対象機器の冷却時に作動流体が蒸発するように対象機器と作動流体とが熱交換可能に構成された1つ以上の機器用熱交換器を有する機器温度調整部と、
 気相の作動流体を凝縮させる凝縮器と、
 機器温度調整部と凝縮器とに接続され、機器温度調整部から凝縮器へ気相の作動流体を流すための気相流路と、
 機器温度調整部と凝縮器とに接続され、凝縮器から機器温度調整部へ液相の作動流体を流すための液相流路と、
 機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部から凝縮器をバイパスさせて機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部へ液相の作動流体を流すためのバイパス流路と、
 バイパス流路に設けられ、液相の作動流体を送るポンプとを備える。
 この観点では、ポンプがバイパス流路に設けられている。このため、ポンプが作動すると、ポンプによって、液相の作動流体は、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分とバイパス流路との間を、凝縮器をバイパスして流れる。よって、機器温調装置の冷却性能が凝縮器から受ける影響を小さくすることができる。
 別の観点によれば、凝縮器は、作動流体と空気とを熱交換させることで、作動流体を放熱させる。このように、作動流体と空気とを熱交換させる凝縮器を用いることができる。
 ここで、この別の観点と異なり、ポンプが液相流路に設けられる場合が考えられる。この場合において、空気の温度が凝縮器の内部の作動流体の温度よりも高いとき、凝縮器で作動流体が凝縮しない。このため、ポンプを作動させても、液相の作動流体を機器温度調整部へ供給することができない。よって、機器温度調整部で対象機器を冷却することができなくなる。
 これに対して、この別の観点によれば、空気の温度が凝縮器の内部の作動流体の温度よりも高いときに、ポンプを作動させる。この場合、機器温度調整部に液相の作動冷媒が存在する限り、機器温度調整部の一部から機器温度調整部の他の一部へ液相の作動流体を流すことができる。このため、ポンプが液相流路に設けられる場合と比較して、対象機器の冷却時間を延ばすことができる。
 なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第1実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 図1中の熱交換器および電池モジュールの斜視図である。 図1中の熱交換器および電池モジュールの断面図である。 図1の機器温調装置が傾いているときであって、ポンプが停止しているときの機器温調装置の状態を示す図である。 図1の機器温調装置が傾いているときであって、ポンプが作動しているときの機器温調装置の状態を示す図である。 比較例1の機器温調装置の全体構成を示す図である。 第2実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 第3実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 第4実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 第5実施形態の機器温調装置が傾いているときであって、ポンプが停止しているときの機器温調装置の状態を示す図である。 第5実施形態の機器温調装置が傾いているときであって、ポンプが作動しているときの機器温調装置の状態を示す図である。 他の実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 他の実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 他の実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 他の実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。 他の実施形態の機器温調装置の全体構成を示す図である。
 以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
 (第1実施形態)
 第1実施形態の機器温調装置1について、図1~図5を参照して説明する。機器温調装置1は、電気自動車、プラグインハイブリッド車またはハイブリッド車などの電動車両(以下、単に「車両」という)に搭載される。機器温調装置1は、車両に搭載される二次電池(以下、「電池」という)を冷却または暖機し、電池の温度を調節するものである。
 まず、機器温調装置1が温度調整を行う対象機器としての電池2について説明する。車両に設置される大型の電池2は、複数の電池セル3が組み合わされた電池モジュール4が1つまたは複数格納された電池パック(すなわち蓄電装置)として、車両の座席下またはトランクルームの下などに搭載される。電池2に蓄えた電力は、インバータなどを介して車両走行用モータに供給される。電池2は車両走行中などに電力供給等を行うと自己発熱する。電池2は高温になると、十分な機能を発揮できないだけでなく、劣化が促進されることから、自己発熱が少なくなるように出力および入力を制限する必要がある。そのため、電池2の出力および入力を確保するためには、電池2を所定の温度以下に維持するための冷却装置が必要となる。
 また、夏季などの外気温が高い季節では、車両走行中だけでなく、駐車放置中などにも電池2の温度は上昇する。また、電池2は車両の床下やトランクルーム下などに配置されることが多く、電池2に与えられる単位時間当たりの熱量は小さいものの、長時間の放置により電池2の温度は徐々に上昇する。電池2を高温状態で放置すると電池2の寿命が短くなるので、車両の駐車中等にも電池2の温度を所定の温度以下に維持することが望まれている。
 さらに、電池2は、複数の電池セル3により構成されている。電池2は、各電池セル3の温度にばらつきがあると電池セル3の劣化に偏りが生じ、蓄電性能が低下してしまう。これは、電池2が複数の電池セル3の直列接続体を含んで構成されていることで、最も劣化した電池セル3の特性に合わせて電池2の入出力特性が決まるからである。そのため、長期間にわたって電池2に所望の性能を発揮させるためには、複数の電池セル3の相互間の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。
 また、一般に、電池2を冷却する他の冷却装置として、送風機による空冷式の冷却手段、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷熱を利用した冷却手段が一般的である。しかし、送風機による空冷式の冷却手段は、車室内の空気を送風するだけなので、冷却能力は低い。また、送風機による送風は、空気の顕熱で電池2を冷却するので、空気流れの上流と下流との間で温度差が大きくなり、複数の電池セル3同士の温度ばらつきを十分に抑制できない。また、冷凍サイクルの冷熱を利用した冷却手段は、冷却能力は高いものの、車両の駐車中に、電力消費量の多いコンプレッサ等を駆動させることが必要となる。このことは、電力消費量の増大、騒音の増大等を招くことになるため好ましくない。
 そこで、本実施形態の機器温調装置1は、作動流体をコンプレッサにより強制循環させることなく、作動流体の自然循環によって電池2の温度を調整するサーモサイフォン方式を採用している。
 次に、機器温調装置1の構成について説明する。図1に示すように、機器温調装置1は、機器温度調整部10と、凝縮器20と、ガス配管30と、液配管40とを備える。機器温度調整部10、凝縮器20、ガス配管30および液配管40は、互いに接続されており、ループ型のサーモサイフォン回路を構成している。サーモサイフォン回路には、所定量の作動流体が封入されている。作動流体として、例えば、HFO-1234yfまたはHFC-134aなどのフロン系冷媒が用いられる。なお、図面の両矢印で示す上、下は、車両に機器温調装置1が搭載された状態における重力方向の上側と下側を示している。
 図1に示すように、機器温度調整部10は、1つの機器用熱交換器11により構成されている。図2、3に示すように、機器用熱交換器11は、筒状の上ヘッダタンク111と、筒状の下ヘッダタンク112と、熱交換コア部113とを有している。
 上ヘッダタンク111は、機器用熱交換器11のうち重力方向上側となる位置に設けられる。上ヘッダタンク111は、各熱交換コア部113から流出した作動流体が流れる流路を内部に形成している。下ヘッダタンク112は、機器用熱交換器11のうち重力方向下側となる位置に設けられる。下ヘッダタンク112は、熱交換コア部113に流入する作動流体が流れる流路を内部に形成している。下ヘッダタンク112は、機器用熱交換器11のうち液相の作動流体を流すための部分である。本実施形態では、下ヘッダタンク112は、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分に相当する。
 熱交換コア部113は、対象機器の冷却時に液相の作動流体が蒸発するように対象機器と熱交換可能に構成されている。熱交換コア部113は、板状の部材の内側に複数の流路を形成している。熱交換コア部113の複数の流路は、上ヘッダタンク111内の流路と下ヘッダタンク112内の流路とに連通している。なお、熱交換コア部113は、内部に作動流体の流路が形成された複数のチューブが積層されたものであってもよい。
 機器用熱交換器11の各構成部材111、112、113は、例えばアルミニウム、銅等の熱伝導性の高い金属で構成されている。なお、機器用熱交換器11の各構成部材111、112、113は、金属以外の熱伝導性の高い材料により構成されていてもよい。
 熱交換コア部113の外側には、電気絶縁性の熱伝導シート114を介して、電池モジュール4が設置される。熱伝導シート114により、熱交換コア部113と電池モジュール4との間の絶縁が保障される。さらに、熱交換コア部113と電池モジュール4との間の熱抵抗が小さいものとなる。なお、熱伝導シート114を介さずに、電池モジュール4と熱交換コア部113とが、直接接続されていてもよい。
 本実施形態では、電池モジュール4を構成する複数の電池セル3は、重力方向に交差する方向(例えば、水平方向)に並べられている。複数の電池セル3は、熱交換コア部113の両側の側面に設置されている。図3に示すように、複数の電池セル3のそれぞれは、端子5が設けられた面6とは反対側の面7が、熱伝導シート114を介して、熱交換コア部113の側面に設置されている。図1に示すように、複数の電池セル3が車両前後方向に並ぶように、機器用熱交換器11は車両に搭載される。
 電池モジュール4は、熱交換コア部113の内部の作動流体と熱交換可能である。複数の電池セル3が発熱すると、熱交換コア部113の内部の液相の作動流体が蒸発する。これにより、複数の電池セル3は、作動流体の蒸発潜熱により均等に冷却される。
 図2に示すように、上ヘッダタンク111の長手方向の一方側の端部には、作動流体が流出する流出口115が設けられている。下ヘッダタンク112の長手方向の一方側の端部には、作動流体が流入する流入口116が設けられている。
 凝縮器20は、機器用熱交換器11より重力方向上側に配置されている。凝縮器20は、ガス配管30を通って凝縮器20の内部に流入した気相の作動流体と、所定の受熱媒体とを熱交換させるための熱交換器である。本実施形態では、所定の受熱媒体は、車両外部の空気(すなわち、外気)である。
 機器温調装置1は、ファン22を備えている。凝縮器20は、ファン22により送風される空気または走行風と、気相の作動流体とを熱交換させる空冷式の熱交換器である。凝縮器20を流れる気相の作動流体は、その凝縮器20を通過する空気に放熱することで、凝縮する、すなわち、液相の作動流体に相変化する。なお、凝縮器20は、一般に、車両の前方のエンジンルーム内に設けられる。
 凝縮器20のうち重力方向上側には、気相の作動流体が流入する流入口201が設けられている。凝縮器20のうち重力方向下側には、液相の作動流体が流出する流出口202が設けられている。
 ガス配管30は、機器用熱交換器11の内部で蒸発した気相の作動流体を機器用熱交換器11から凝縮器20へ流すための気相流路を内部に形成している。ガス配管30の一端側は、凝縮器20の流入口201に接続されている。ガス配管30の他端側は、機器用熱交換器11の流出口115に接続されている。ガス配管30は、凝縮器20の流入口201と機器用熱交換器11の流出口115とを連通させている。
 液配管40は、凝縮器20の内部で凝縮した液相の作動流体を凝縮器20から機器用熱交換器11へ流すための液相流路を内部に形成している。液配管40の一端側は、凝縮器20の流出口202に接続されている。液配管40の他端側は、機器用熱交換器11の流入口116に接続されている。液配管40は、凝縮器20の流出口202と機器用熱交換器11の流入口116とを連通させている。
 なお、ガス配管30と液配管40は、便宜上の呼び名であり、気相または液相の作動流体のみが流れる配管という意味ではない。すなわち、ガス配管30と液配管40のいずれにも、気相と液相の両方の作動流体が流れることがある。また、ガス配管30と液配管40の形状等は、車両への搭載性を考慮して適宜変更可能である。
 機器温調装置1は、バイパス配管50と、ポンプ60とを備えている。
 バイパス配管50は、下ヘッダタンク112の後方側部分と下ヘッダタンク112の前方側部分とを連通させている。バイパス配管50は、機器用熱交換器11の後方側部分から凝縮器20をバイパスさせて機器用熱交換器11の前方側部分へ液相の作動流体を流すためのバイパス流路を内部に形成している。機器用熱交換器11の後方側部分とは、機器用熱交換器11のうち前後方向の中央よりも後方側の部分である。機器用熱交換器11の前方側部分とは、機器用熱交換器11のうち前後方向の中央よりも前方側の部分である。本実施形態では、下ヘッダタンク112の後方側部分が機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部に相当する。下ヘッダタンク112の前方側部分が機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部に相当する。
 バイパス配管50の一端側は、液配管40のうち凝縮器20よりも機器用熱交換器11に近い側に接続されている。すなわち、バイパス配管50の一端側が接続される第1接続部501は、液配管40のうち凝縮器20よりも機器用熱交換器11に近い側に設けられている。
 バイパス配管50の一端側とは反対側の他端側は、下ヘッダタンク112の後方側の端部に接続されている。すなわち、バイパス配管50の他端側が接続される第2接続部502は、下ヘッダタンク112の後方側の端部に設けられている。したがって、第2接続部502は、第1接続部501よりも車両後方側に位置する。
 ポンプ60は、バイパス配管50のうち第1接続部501と第2接続部502との間の位置に設けられている。ポンプ60は、液相の作動流体を送る流体機械である。ポンプ60は、バイパス配管50のうち第1接続部501よりも第2接続部502に近い側に位置する。ポンプ60は、第2接続部502から第1接続部501に向かって、液相の作動流体をバイパス配管50の内部に流す。
 図1は、車両が水平に配置された状態ときの機器温調装置1の状態を示している。車両が水平に配置された状態とは、車両が水平面に配置された状態である。図1に示すように、車両が水平に配置された状態のとき、機器用熱交換器11は水平状態である。機器用熱交換器11は水平状態であるとは、機器用熱交換器11の内部の液相の作動流体の液面FLの重力方向における位置が、機器用熱交換器11の前方側部分と後方側部分とで同じである状態を意味する。
 機器用熱交換器11が水平状態にある場合、作動流体の液面FLは、機器用熱交換器11の高さ方向の途中に位置する。本実施形態では、作動流体の液面FLは、機器用熱交換器11の高さ方向の中央付近に位置する。そして、第1接続部501および第2接続部502を含むバイパス配管50の全部およびポンプ60は、機器用熱交換器11が水平状態にある場合の作動流体の液面FLよりも下側に位置する。
 このように、サーモサイフォン回路にバイパス配管50が接続されている。バイパス配管50は、サーモサイフォン回路のうち機器用熱交換器11を含む部分であって、凝縮器20を含まない部分に接続されている。これにより、凝縮器20をバイパスして機器用熱交換器11とバイパス配管50とを循環するバイパス回路が形成されている。このバイパス回路には凝縮器20が含まれない。
 機器温調装置1は、制御装置62と、傾きセンサ64とを備えている。制御装置62は、ポンプ60およびファン22の作動を制御する。傾きセンサ64は、機器温度調整部10の傾きを検出する。傾きセンサ64は、制御装置62の入力側に接続されている。傾きセンサ64は、機器用熱交換器11の傾きに関するセンサ信号を出力する。傾きセンサ64は、機器温度調整部10の傾きとして、車両の傾きを検出してもよい。
 次に、機器温調装置1が電池2を冷却する際の機器温調装置1の作動について説明する。<水平状態>
 図1に示すように、機器温度調整部10が水平状態にある場合、傾きセンサ64は、機器温度調整部10の傾きを検出しない。傾きセンサ64が機器温度調整部10の傾きを検出しない場合、制御装置62は、ポンプ60を停止させた状態とする。
 車両走行中などに電池2が発熱し、電池2の温度が高くなる。このとき、複数の電池セル3から機器用熱交換器11へ伝わる熱によって、機器用熱交換器11の内部の液相の作動流体が蒸発する。液相の作動流体が蒸発するときの蒸発潜熱によって複数の電池セル3が冷却される。蒸発して生成した気相の作動流体は、ガス配管30を介して、凝縮器20に流入する。凝縮器20では、ファン22により送風される空気または走行風との熱交換によって、液相の作動流体が冷却されて凝縮する。凝縮器20で凝縮して生成した液相の作動流体は、液配管40を介して、機器用熱交換器11に流入する。
 本実施形態の機器温調装置1では、圧縮機等による作動流体の循環に要する駆動力がなくても、サーフサイフォン回路の内部を作動流体が自然循環する。このため、機器温調装置1は、冷凍サイクル等に比べて、電力消費量および騒音の双方を抑えた効率のよい電池2の温度調整を実現することができる。
 また、機器温度調整部10が水平状態にある場合では、機器用熱交換器11の内部の液面FLの高さHは、機器用熱交換器11の前方側部分と後方側部分とにおいて、ほぼ同じである。このため、機器温調装置1は、複数のセル3を均一に冷却することができる。なお、機器用熱交換器11の内部の液面の高さHは、機器用熱交換器11の底部から液面までの高さである。本実施形態では、機器用熱交換器11が水平状態のときの下ヘッダタンク112の下部が機器用熱交換器11の底部である。また、機器用熱交換器11の内部の液面の高さは、下ヘッダタンク112の延伸方向に直交する方向で計測される。
<傾斜状態>
 図4は、車両が水平面に対して傾いて配置された状態のときであって、ポンプ60が停止しているときの機器温調装置1の状態を示している。図4では、車両の後方側が車両の前方側よりも重力方向下側に位置するように車両が傾いている。このとき、機器温度調整部10の後方側が機器温度調整部10の前方側よりも重力方向下側に位置するように機器温度調整部10は傾いた状態になる。この状態では、機器用熱交換器11の内部において、液相の作動流体は車両後方側に偏る。機器用熱交換器11の前方側部分での液面の高さH1は、機器用熱交換器11の後方側部分での液面の高さH2よりも低くなる。機器用熱交換器11の前方側部分と後方側部分とでは、複数の電池セル3のそれぞれと熱交換する液相の作動流体の量が異なる。このため、機器用熱交換器11の前方側部分と後方側部分とでは、機器用熱交換器11の冷却性能が異なる。特に、機器用熱交換器11の車両前方側は、液相の作動流体が少ないため、液相の作動流体の不足によるドライアウトが発生する可能性がある。よって、複数の電池セル3を均等に冷却することができない。
 そこで、本実施形態では、図5に示すように、車両が傾いて配置された状態のとき、制御装置62は、ポンプ60を作動させる。図5は、図4と同様に、車両が傾いた状態のときであって、ポンプ60が作動しているときの機器温調装置1の状態を示している。
 具体的には、傾きセンサ64が機器温度調整部10の傾きを検出した場合に、制御装置62は、ポンプ60を作動させる。傾きセンサ64が機器温度調整部10の傾きを検出した場合とは、傾きセンサ64から入力されたセンサ信号に基づいて、機器温度調整部10が傾いた状態であると、制御装置62が判定した場合である。
 ポンプ60が作動することで、機器用熱交換器11の後方側部分に偏った液相の作動流体は、バイパス配管50を介して、機器用熱交換器11の前方側部分に供給される。このため、機器用熱交換器11の内部における液相の作動流体の偏りが解消される。すなわち、機器用熱交換器11の前方側部分での液面の高さH1を、機器用熱交換器11の後方側部分での液面の高さH2に近づけることができる。この結果、機器用熱交換器11の前方側部分と後方側部分とで、機器用熱交換器11の冷却性能を近づけることができる。よって、複数の電池セル3を均等に冷却することができる。
 上記の説明の通り、本実施形態の機器温調装置1は、1つの機器用熱交換器11を有する機器温度調整部10と、凝縮器20と、ガス配管30と、液配管40と、バイパス配管50と、ポンプ60とを備える。バイパス配管50の一端側が接続される第1接続部501は、液配管40に設けられている。バイパス配管50の他端側が接続される第2接続部502は、機器温度調整部10のうち後方側の端部に設けられている。このように、第2接続部502は、機器温度調整部10のうち第1接続部501から水平方向で離れた部位に設けられている。
 これによれば、機器温調装置1が傾いて、機器温度調整部10のうち第1接続部501に近い側と、機器温度調整部10のうち第2接続部502に近い側とで、液相の作動冷媒の存在量が異なる場合に、ポンプ60が作動する。ポンプ60によって液相の作動流体がバイパス配管50を流れる。これにより、機器温度調整部10のうち第1接続部501に近い側と、機器温度調整部10のうち第2接続部502に近い側とで、液相の作動冷媒の存在量を同じに近づけることができる。よって、機器温調装置1が傾いた場合であっても、複数の電池セル3を均等に冷却することができる。
 また、本実施形態では、バイパス配管50の全部とポンプ60は、機器用熱交換器11が水平状態にある場合の作動流体の液面FLよりも下側に位置する。このため、機器温度調整部10が傾いている場合であっても、液相の作動流体をポンプ60で送ることができる。ポンプ60が安定に作動するためには、ポンプ60に液相の作動流体が流入することが望ましい。ポンプ60に気液2相または気相の作動流体が流入すると、ポンプ60の作動が不安定になったり、作動しなくなったりするからである。
 また、本実施形態では、ポンプ60は、バイパス配管50のうち第1接続部501よりも第2接続部502に近い側に位置する。第2接続部502は、第1接続部501よりも車両後方側に位置する。このため、車両の後方側が車両の前方側よりも重力方向下側に位置するように車両が傾いた状態のときに、液相の作動流体が存在する部分に、ポンプ60を位置させることができる。このため、ポンプ60によって液相の作動流体を送ることができる。
 ここで、本実施形態の機器温調装置1と図6に示す比較例1の機器温調装置J1とを比較する。比較例1の機器温調装置J1は、ポンプ60が液配管40に設けられている点およびバイパス配管50を有していない点で、本実施形態の機器温調装置1と異なる。比較例1の機器温調装置J1の他の構成は、本実施形態の機器温調装置1と同じである。
 比較例1の機器温調装置J1では、ポンプ60が作動すると、ポンプ60によって、機器温度調整部10と凝縮器20との間を作動流体が循環する。このため、機器温調装置J1の冷却性能は、凝縮器20の影響を受けてしまう。具体的には、空気の温度が凝縮器20の内部の作動流体の温度よりも高い場合が考えられる。空気の温度が作動流体の温度よりも高くなる場合としては、例えば、空気が夏場の炎天下の外気である場合が挙げられる。この場合、凝縮器20で作動流体が凝縮せず、液相の作動流体が機器温度調整部10へ供給されない。このため、機器温度調整部10で複数の電池セル3を冷却することができなくなる。
 これに対して、本実施形態の機器温調装置1では、ポンプ60がバイパス配管50に設けられている。このため、ポンプ60が作動すると、ポンプ60によって、液相の作動流体は、機器温度調整部10の後方側部分から凝縮器20をバイパスして機器温度調整部10の前方側部分へ流れる。よって、機器温調装置1の冷却性能が凝縮器20から受ける影響を小さくすることができる。具体的には、空気の温度が作動流体の温度よりも高い場合に、ポンプ60が作動する。この場合であっても、機器温度調整部10に液相の作動冷媒が存在する限り、機器温度調整部10の後方側部分から機器温度調整部10の前方側部分へ液相の作動流体を流すことができる。このため、ポンプ60が液配管40に設けられる場合と比較して、複数の電池セル3の冷却時間を延ばすことができる。
 (第2実施形態)
 図7に示すように、本実施形態では、機器温調装置1は、第1凝縮器20と、第2凝縮器24とを備えている。第1凝縮器20は、第1実施形態の凝縮器20と同じである。第1凝縮器20と第2凝縮器24とは並列に接続されている。第2凝縮器24は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの一部を構成している。第2凝縮器24は、冷凍サイクルを構成する冷媒回路のうち低圧側の部分に接続されている。第2凝縮器24は、冷凍サイクルの冷媒と、気相の作動流体とを熱交換させる熱交換器である。
 機器温調装置1の他の構成は、第1実施形態と同じである。このため、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。なお、本実施形態では、第1凝縮器20と第2凝縮器24とが並列に接続されている。しかしながら、第1凝縮器20と第2凝縮器24とが直列に接続されてもよい。
 (第3実施形態)
 図8に示すように、本実施形態では、電池2は、複数の電池モジュール、具体的には、2つの電池モジュール4A、4Bにより構成されている。機器温度調整部10は、複数の機器用熱交換器、具体的には、2つの機器用熱交換器11A、11B、ガス連結配管32、液連結配管42により構成されている。2つの機器用熱交換器11A、11Bのそれぞれの構成は、第1実施形態の機器用熱交換器11の構成と同じである。
 2つの機器用熱交換器11A、11Bのうち一方の機器用熱交換器11Aは、2つの電池モジュール4A、4Bのうち一方の電池モジュール4Aと熱交換可能に構成されている。2つの機器用熱交換器11A、11Bのうち他方の機器用熱交換器11Bは、2つの電池モジュール4A、4Bのうち他方の電池モジュール4Bと熱交換可能に構成されている。
 2つの機器用熱交換器11A、11Bは、凝縮器20に対して並列に接続されている。各機器用熱交換器11A、11Bの流出口115同士は、ガス連結配管32によって連結されている。ガス連結配管32は、気相の作動流体を流すための流路を構成している。各機器用熱交換器11A、11Bの流入口116同士は、液連結配管42を介して、連結されている。液連結配管42は、液相の作動流体を流すための流路を構成している。
 本実施形態では、2つの機器用熱交換器11A、11Bが車両前後方向に並ぶように、2つの機器用熱交換器11A、11Bは車両に搭載される。車両に搭載された状態では、各電池モジュール4A、4Bの複数の電池セル3の並び方向は、車両左右方向である。
 本実施形態では、バイパス配管50の一端側が接続される第1接続部501は、液配管40のうち凝縮器20よりも車両前方側の機器用熱交換器11Aに近い側に設けられている。バイパス配管50の他端側が接続される第2接続部502は、車両後方側の機器用熱交換器11Bの下ヘッダタンク112のうち流入口116とは反対側の端部に設けられている。なお、本実施形態の機器温調装置1の上記以外の構成は、第1実施形態の機器温調装置1と同じである。
 図8に示すように、車両が水平に配置された状態のとき、機器温度調整部10は水平状態である。機器温度調整部10の水平状態とは、各機器用熱交換器11A、11Bが水平方向に並んでいることを意味する。換言すると、機器温度調整部10の水平状態とは、各機器用熱交換器11A、11Bの内部の液相の作動流体の液面FLの重力方向における位置が同じである状態を意味する。
 機器温度調整部10が水平状態にある場合、作動流体の液面FLは、2つの機器用熱交換器11A、11Bの高さ方向の途中に位置する。そして、第1接続部501および第2接続部502を含むバイパス配管50の全部およびポンプ60は、機器温度調整部10が水平状態にある場合の作動流体の液面FLよりも下側に位置する。
 次に、機器温調装置1が電池2を冷却する際の機器温調装置1の作動について説明する。<水平状態>
 機器温度調整部10が水平状態にある場合、傾きセンサ64は、機器温度調整部10の傾きを検出しない。傾きセンサ64が機器温度調整部10の傾きを検出しない場合、制御装置62は、ポンプ60を停止させた状態とする。ポンプ60が停止した状態で、作動流体がサーモサイフォン回路を自然循環する。本実施形態における機器温調装置1の作動流体の流れは、基本的には、第1実施形態と同じである。本実施形態では、次の点が、第1実施形態と異なる。凝縮器20から流出の液相の作動流体が分岐し、分岐した液相の作動流体が2つの機器用熱交換器11A、11Bのそれぞれに流入する。2つの機器用熱交換器11A、11Bのそれぞれから流出した気相の作動流体が合流し、合流した気相の作動流体が凝縮器20に流入する。
<傾斜状態>
 図4に示す機器温調装置1の状態と同様に、車両が水平面に対して傾いて配置された状態のとき、後方側の機器用熱交換器11Bは、前方側の機器用熱交換器11Aよりも重力方向下側に位置する。このように、機器温度調整部10の後方側が機器温度調整部10の前方側よりも重力方向下側に位置するように機器温度調整部10は傾いた状態になる。
 この状態で、ポンプ60が停止しているとき、前方側の機器用熱交換器11Aの内部に存在する液相の作動流体の量は、後方側の機器用熱交換器11Bの内部に存在する液相の作動流体の量よりも少なくなる。このように、液相の作動流体は機器温度調整部10の車両後方側に偏る。このため、前方側の機器用熱交換器11Aと後方側の機器用熱交換器11Bとでは、冷却性能が異なる。よって、2つの電池モジュール4A、4Bを均等に冷却することができない。
 そこで、本実施形態では、傾きセンサ64が機器温度調整部10の傾きを検出した場合に、制御装置62は、ポンプ60を作動させる。ポンプ60が作動することによって液相の作動流体がバイパス配管50を流れる。これにより、後方側の機器用熱交換器11Bに偏って存在する液相の作動流体を、前方側の機器用熱交換器11Aに供給することができる。前方側の機器用熱交換器11Aと後方側の機器用熱交換器11Bとのそれぞれの内部に存在する液相の作動流体の量を同じに近づけることができる。この結果、前方側の機器用熱交換器11Aと後方側の機器用熱交換器11Bとのそれぞれの冷却性能を近づけることができる。よって、機器温調装置1が傾いた場合であっても、2つの電池モジュール4A、4Bを均等に冷却することができる。
 なお、本実施形態では、機器用熱交換器11A、11Bのそれぞれの下ヘッダタンク112および液連結配管42が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分に相当する。後方側の機器用熱交換器11Bの下ヘッダタンク112が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部に相当する。前方側の機器用熱交換器11Aの下ヘッダタンク112が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部に相当する。
 (第4実施形態)
 図9に示すように、本実施形態では、機器温調装置1は、温度センサ66を備えている。温度センサ66は、電池2に設けられる。温度センサ66は、電池2の温度を検出する。温度センサ66は、制御装置62の入力側に接続されている。機器温調装置1の他の構成は、第1実施形態と同じである。
 温度センサ66が検出した電池2の温度が所定温度よりも高い場合に、制御装置62はポンプ60を作動させる。ポンプ60が作動することによって液相の作動流体がバイパス配管50を流れる。これにより、機器温度調整部10の車両前後方向での全域への液相の作動流体の供給速度が速くなる。このため、機器温度調整部10と凝縮器20との間の冷媒循環量を増大させることができる。よって、機器温調装置1の冷却能力を増大させることができる。
 電池2の温度が高くなりすぎる場合、機器温調装置1の冷却能力を増大させることが望まれる。このため、本実施形態では、温度センサ66が検出した電池2の温度が所定温度よりも高い場合が、機器温度調整部10の冷却能力を増大させる要求がある場合に相当する。
 なお、本実施形態では、温度センサ66が検出した電池2の温度が所定温度よりも高い場合に、ポンプ60が作動するようになっていた。しかし、この場合に限られず、電池2の充電時などの機器温度調整部10の冷却能力を増大させる要求がある場合に、ポンプ60が作動するようになっていてもよい。
 電池2の充電時、特に、急速充電時では、電池2の温度が上昇する。さらに、急速充電の充電時間の高速化が検討されている。具体的には、現状の急速充電時の入力電力は最大でも約50kW程度である。しかし、充電時間の短縮を狙いとして、今後、150kWあるいはそれ以上の入力電力で充電する方法が検討されている。入力電力が増加すると、電池2の発熱量も増加し、自然循環だけのサーモサイフォンでは冷却能力を賄いきれない恐れがある。これに対して、本実施形態によれば、電池2の急速充電時の冷却能力を確保することができる。
 第3実施形態においても、機器温度調整部10の冷却能力を増大させる要求がある場合に、制御装置62がポンプ60を作動させるように構成されていてもよい。
 (第5実施形態)
 本実施形態では、第1実施形態の機器温調装置1において、車両が下り坂を走行するときの機器温調装置1の作動について説明する。図10に示すように、本実施形態では、機器温調装置1は、傾きセンサ64に加えて、温度センサ66を備えている。
 車両が下り坂を走行するとき、電池の発熱量が減少する。そこで、傾きセンサ64が図10に示す状態の機器温度調整部10の傾きを検出した場合であって、温度センサ66が検出した温度が所定温度よりも低い場合に、制御装置62は、ポンプ60を停止させる。図10に示す状態とは、機器温度調整部10の前方側が機器温度調整部10の後方側よりも重力方向下側に位置する状態である。ポンプ60が停止することで、電力の消費、すなわち、電池容量の低下を抑えることができる。
 ただし、下り坂が長い場合、あるいは、下り坂の傾きが急な場合、電池2の回生充電が行われる。回生充電が行われると、電池2の発熱量が増大する。この場合、機器温度調整部10の前方側が機器温度調整部10の後方側よりも重力方向下側に位置するように機器温度調整部10は傾いた状態である。この状態では、機器用熱交換器11の内部において、液相の作動流体は車両前方側に偏る。機器用熱交換器11の前方側部分での液面の高さH1は、機器用熱交換器11の後方側部分での液面の高さH2よりも高くなる。機器用熱交換器11の前方側部分と後方側部分とでは、複数の電池セル3のそれぞれと熱交換する液相の作動流体の量が異なる。このため、複数の電池セル3を均等に冷却することができない。
 そこで、制御装置62は、傾きセンサ64が図10に示す状態の機器温度調整部10の傾きを検出した場合であって、さらに、温度センサ66が検出した温度が所定温度よりも高い場合に、図11に示すように、ポンプ60を作動させる。これにより、機器用熱交換器11の前方側部分に偏った液相の作動流体は、機器用熱交換器11の後方側部分に供給される。このため、機器用熱交換器11の前方側部分での液面の高さH1を、機器用熱交換器11の後方側部分での液面の高さH2に近づけることができる。この結果、複数の電池セル3を均等に冷却することができる。
 (他の実施形態)
 (1)第1実施形態では、図5中の矢印のように、ポンプ60は、バイパス配管50の内部において、第2接続部502から第1接続部501に向かって液相の作動流体を流す。しかしながら、ポンプ60は、バイパス配管50の内部において、図5中の矢印の向きとは逆に、第1接続部501から第2接続部502に向かって液相の作動流体を流してもよい。この場合においても、バイパス配管50と機器用熱交換器11の下ヘッダタンク112との間を、凝縮器20をバイパスさせて、液相の作動流体を流すことができる。よって、第1実施形態と同様の効果が得られる。
 なお、この場合では、下ヘッダタンク112の前方側部分から、凝縮器20をバイパスして、下ヘッダタンク112の後方側部分に向かうように、液相の作動流体がバイパス配管50を流れる。このため、下ヘッダタンク112の前方側部分が機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部に相当する。下ヘッダタンク112の後方側部分が機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部に相当する。
 (2)第1実施形態のように、機器温度調整部10が1つの機器用熱交換器11により構成されている場合において、第1接続部501と第2接続部502とのそれぞれの位置は、第1実施形態で説明した場所に限られない。
 図12に示すように、第1接続部501は、下ヘッダタンク112のうち前後方向での中央よりも前方側の部位に設けられていてもよい。また、第2接続部502は、下ヘッダタンク112の後方側の端部を除く、下ヘッダタンク112のうち前後方向での中央よりも後方側の部位に設けられていてもよい。これによっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
 また、第1接続部501と第2接続部502とのそれぞれの位置は、上記の位置に限られない。第1接続部501は、液配管40と下ヘッダタンク112とのいずれかの部位に設けられていればよい。第2接続部502は、下ヘッダタンク112のうち第1接続部501から水平方向で離れた部位に設けられていればよい。例えば、第1接続部501と第2接続部502との両方が、下ヘッダタンク112の前方側の部位に設けられてもよい。また、第1接続部501と第2接続部502との両方が、下ヘッダタンク112の後方側の部位に設けられてもよい。
 これによっても、機器温調装置1が傾いた場合に、機器用熱交換器11のうち第1接続部501に近い側と、機器用熱交換器11のうち第2接続部502に近い側とで、液相の作動冷媒の存在量を同じに近づけることができる。
 (3)第3実施形態では、機器温度調整部10を構成する機器用熱交換器の数は2つであった。しかしながら、図13に示すように、機器温度調整部10を構成する機器用熱交換器の数は3つ以上でもよい。
 図13に示す機器温調装置1では、機器温度調整部10は、3つの機器用熱交換器11A、11B、11Cと、ガス連結配管32A、32Bと、液連結配管42A、42Bとによって構成されている。3つの機器用熱交換器11A、11B、11Cのそれぞれは、3つの電池モジュール4A、4B、4Cのそれぞれと熱交換可能に構成されている。
 3つの機器用熱交換器11A、11B、11Cは、凝縮器20に対して並列に接続されている。各機器用熱交換器11A、11B、11Cの流出口115同士は、ガス連結配管32A、32Bによって連結されている。ガス連結配管32A、32Bは、気相の作動流体を流すための流路を構成している。各機器用熱交換器11A、11B、11Cの流入口116同士は、液連結配管42A、42Bを介して、連結されている。液連結配管42A、42Bは、液相の作動流体を流すための流路を構成している。
 バイパス配管50の第1接続部501は、第3実施形態と同様に、液配管40に設けられている。バイパス配管50の第2接続部502は、3つの機器用熱交換器11A、11B、11Cのうち最も後方側に位置する機器用熱交換器11Bの下ヘッダタンク112に設けられている。図13に示す機器温調装置1では、機器用熱交換器11A、11B、11Cのそれぞれの下ヘッダタンク112および液連結配管42A、42Bが、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分に相当する。後方側の機器用熱交換器11Bの下ヘッダタンク112が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部に相当する。前方側の機器用熱交換器11Aの下ヘッダタンク112が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部に相当する。
 また、第1接続部501と第2接続部502とが設けられる場所は、図13に示す場所に限られない。図14、図15、図16のそれぞれに示すように、第1接続部501と第2接続部502とを設けてもよい。
 図14に示す機器温調装置1では、第1接続部501は、3つの機器用熱交換器11A、11B、11Cのうち最も前方側に位置する機器用熱交換器11Aに設けられている。第2接続部502は、図13に示す機器温調装置1と同様に、機器用熱交換器11Bに設けられている。図14に示す機器温調装置においても、第2接続部502は、水平方向で第1接続部501から離れている。
 図15に示す機器温調装置1では、第1接続部501は、複数の機器用熱交換器11A、11B、11Cが並ぶ範囲において前後方向の中央よりも前方側の部位に位置する液連結配管42Aに設けられている。第2接続部502は、図13に示す機器温調装置1と同様に、機器用熱交換器11Bに設けられている。図15に示す機器温調装置1では、後方側の機器用熱交換器11Bの下ヘッダタンク112が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部に相当する。液連結配管42Aが、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部に相当する。
 図16に示す機器温調装置1では、第1接続部501は、図13に示す機器温調装置1と同様に、液配管40に設けられている。第2接続部502は、複数の機器用熱交換器11A、11B、11Cが並ぶ範囲において前後方向の中央よりも後方側の部位に位置する液連結配管42Bに設けられている。図16に示す機器温調装置1では、液連結配管42Bが、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部に相当する。前方側の機器用熱交換器11Aの下ヘッダタンク112が、機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の他の一部に相当する。
 これらのように、第1接続部501は、機器温度調整部10のうち前後方向での中央よりも前方側の部分に設けられていてもよい。第2接続部502は、機器温度調整部10のうち前後方向での中央よりも後方側の部分に設けられていてもよい。これによれば、第3実施形態と同様の効果が得られる。
 また、第1接続部501は、液配管40または機器温度調整部10のいずれかに設けられていればよい。第2接続部502は、機器温度調整部10のうち第1接続部501から水平方向で離れた部位に設けられていればよい。これによれば、機器温調装置1が傾いた場合に、機器温度調整部10のうち第1接続部501に近い側と、機器温度調整部10のうち第2接続部502に近い側とで、液相の作動冷媒の存在量を同じに近づけることができる。
 (4)第3実施形態等では、複数の機器用熱交換器は、並列に接続されていた。しかしながら、複数の機器用熱交換器は、直列に接続されてもよい。また、複数の機器用熱交換器は、並列と直列とを組み合わせて接続されてもよい。
 (5)第1実施形態および第3実施形態では、機器温度調整部10が水平状態にある場合において、第1接続部501および第2接続部502を含むバイパス配管50の全部は、作動流体の液面FLよりも下側に位置していた。しかしながら、バイパス配管50の全部ではなく、第1接続部501と第2接続部502との少なくとも一方が、作動流体の液面FLよりも下側に位置していればよい。これによれば、第1接続部501と第2接続部502との一方が他方よりも下に位置するように機器温度調整部10が傾いた場合に、液相の作動流体をバイパス配管50に流すことができる。また、機器温度調整部10のうち液相の作動流体を流すための部分の一部から凝縮器20をバイパスさせてその液相の作動流体を流すための部分の他の一部へ液相の作動流体を流すことができれば、バイパス配管50の接続部の位置は問わない。
 (6)上記各実施形態では、機器用熱交換器11は、重力方向に平行な向きで配置されていた。しかしながら、機器用熱交換器11は、水平方向に平行な向きで配置されていてもよい。この場合、電池2の下側に熱交換コア部113が位置する。
 (7)上記各実施形態では、機器温調装置1が温度を調整する対象機器は電池2であった。しかしながら、対象機器は、例えばモータ、インバータまたは充電器など、冷却または暖機が必要な他の機器でもよい。また、対象機器は、車両に搭載されないものであってもよい。
 (8)上記各実施形態では、機器温調装置1が対象機器を冷却する機能を有する構成について説明した。これに対し、他の実施形態では、機器温調装置1は、対象機器を暖機する機能を備えていてもよい。
 (9)上記各実施形態では、作動流体としてフロン系冷媒が採用されていた。しかしながら、作動流体として、プロパン、二酸化炭素等の他の流体が採用されてもよい。
 (10)上記各実施形態では、凝縮器20は、機器温度調整部10より重力方向上側に配置されていた。しかしながら、作動流体の循環が可能であれば、凝縮器20は、機器温度調整部10と重力方向で同じ位置に配置されていてもよい。また、凝縮器20を流れる作動流体と熱交換を行う所定の受熱媒体は、空気に限られない。所定の受熱媒体は、冷凍サイクルを循環する冷媒、冷却水回路を循環する冷却水等であってもよい。
 (11)本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
 (まとめ)
 上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、機器温調装置は、機器温度調整部と、凝縮器と、気相流路と、液相流路と、バイパス流路と、ポンプとを備える。
 また、第2の観点によれば、バイパス流路の一端側が接続される第1接続部は、液相流路と機器温度調整部とのいずれかに設けられる。バイパス流路の他端側が接続される第2接続部は、機器温度調整部のうち第1接続部から水平方向で離れた部位に設けられる。第1の観点においては、このようにバイパス流路を接続することができる。
 また、第3の観点によれば、1つ以上の機器用熱交換器は、1つの機器用熱交換器である。第1接続部は、液相流路と、1つの機器用熱交換器とのいずれかに設けられる。第2接続部は、1つの機器用熱交換器のうち第1接続部から水平方向で離れた部位に設けられる。第2の観点においては、このようにバイパス流路を接続することができる。
 また、第4の観点によれば、1つ以上の機器用熱交換器は、複数の機器用熱交換器である。複数の機器用熱交換器のそれぞれは、水平方向に並ぶとともに、互いに接続されている。第1接続部は、液相流路と、複数の機器用熱交換器のうち一部の機器用熱交換器と、複数の機器用熱交換器のうち隣り合う機器用熱交換器を接続する接続流路とのいずれかに設けられる。第2接続部は、複数の機器用熱交換器のうち一部の熱交換器と、複数の機器用熱交換器のうち隣り合う機器用熱交換器を接続する接続流路とのいずれかのうち、第1接続部から離れた部位に設けられる。第2の観点においては、このようにバイパス流路を接続することができる。
 また、第5の観点によれば、機器温度調整部が水平状態にある場合において、作動流体の液面は1つ以上の機器用熱交換器の高さ方向の途中に位置するとともに、第1接続部と第2接続部との少なくとも一方は、作動流体の液面よりも下側に位置する。これによれば、第1接続部と第2接続部との一方が他方よりも下に位置するように機器温度調整部が傾いた場合に、液相の作動流体をバイパス流路に流すことができる。
 また、第6の観点によれば、機器温度調整部が水平状態にある場合において、作動流体の液面は1つ以上の機器用熱交換器の高さ方向の途中に位置するとともに、第1接続部および第2接続部を含むバイパス流路の全部は、作動流体の液面よりも下側に位置する。これによれば、バイパス流路とポンプが液面よりも下に位置するため、液相の作動流体を確実にポンプで送ることができる。
 また、第7の観点によれば、ポンプは、バイパス流路のうち第1接続部よりも第2接続部に近い側に位置する。機器温度調整部が傾いて、機器温度調整部のうち第2接続部側が、機器温度調整部のうち第1接続部側よりも低くなることが多い場合、このようにポンプを配置することが好ましい。これにより、機器温度調整部のうち第2接続部側が、機器温度調整部のうち第1接続部側よりも低くなるように、機器温度調整部が傾いた場合に、液相の作動流体が存在する部分に、ポンプを位置させることができる。このため、ポンプによって液相の作動流体を送ることができる。
 また、第8の観点によれば、対象機器および機器温調装置は、車両に搭載される。第2接続部は、第1接続部よりも車両後方側に位置する。第2-第7の観点において、具体的には、このような構成を採用することができる。
 また、第9の観点によれば、凝縮器は、作動流体と空気とを熱交換させることで、作動流体を放熱させる。
 また、第10の観点によれば、機器温調装置は、機器温度調整部の傾きを検出する傾きセンサをさらに備える。傾きセンサが機器温度調整部の傾きを検出した場合に、ポンプは作動する。第1-第9の観点において、具体的には、このような構成を採用することができる。
 また、第11の観点によれば、機器温度調整部の冷却能力を増大させる要求がある場合に、ポンプは作動する。第1-第10の観点において、具体的には、このような構成を採用することができる。
 また、第12の観点によれば、機器温度調整部の冷却能力を増大させる要求がある場合は、対象機器の温度が所定温度よりも高い場合である。第11の観点において、具体的には、このような構成を採用することができる。

Claims (12)

  1.  作動流体の液相と気相との相変化により対象機器(2)の温度を調整する機器温調装置であって、
     前記対象機器の冷却時に作動流体が蒸発するように前記対象機器と作動流体とが熱交換可能に構成された1つ以上の機器用熱交換器(11、11A、11B、11C)を有する機器温度調整部(10)と、
     気相の作動流体を凝縮させる凝縮器(20)と、
     前記機器温度調整部と前記凝縮器とに接続され、前記機器温度調整部から前記凝縮器へ気相の作動流体を流すための気相流路(30)と、
     前記機器温度調整部と前記凝縮器とに接続され、前記凝縮器から前記機器温度調整部へ液相の作動流体を流すための液相流路(40)と、
     前記機器温度調整部のうち液相の作動流体を流すための部分の一部から前記凝縮器をバイパスさせて前記液相の作動流体を流すための部分の他の一部へ液相の作動流体を流すためのバイパス流路(50)と、
     前記バイパス流路に設けられ、液相の作動流体を送るポンプ(60)とを備える機器温調装置。
  2.  前記バイパス流路の一端側が接続される第1接続部(501)は、前記液相流路と前記機器温度調整部とのいずれかに設けられ、
     前記バイパス流路の他端側が接続される第2接続部(502)は、前記機器温度調整部のうち前記第1接続部から水平方向で離れた部位に設けられる請求項1に記載の機器温調装置。
  3.  前記1つ以上の機器用熱交換器は、1つの機器用熱交換器(11)であり、
     前記第1接続部は、前記液相流路と、前記1つの機器用熱交換器とのいずれかに設けられ、
     前記第2接続部は、前記1つの機器用熱交換器のうち前記第1接続部から水平方向で離れた部位に設けられる請求項2に記載の機器温調装置。
  4.  前記1つ以上の機器用熱交換器は、複数の機器用熱交換器(11A、11B、11C)であり、
     前記複数の機器用熱交換器のそれぞれは、前記水平方向に並ぶとともに、互いに接続されており、
     前記第1接続部は、前記液相流路と、前記複数の機器用熱交換器のうち一部の機器用熱交換器(11A)と、前記複数の機器用熱交換器のうち隣り合う機器用熱交換器を接続する接続流路(42A)とのいずれかに設けられ、
     前記第2接続部は、前記複数の機器用熱交換器のうち一部の熱交換器(11B)と、前記複数の機器用熱交換器のうち隣り合う機器用熱交換器を接続する接続流路(42B)とのいずれかのうち、前記第1接続部から離れた部位に設けられる請求項2に記載の機器温調装置。
  5.  前記機器温度調整部が水平状態にある場合において、作動流体の液面は前記1つ以上の機器用熱交換器の高さ方向の途中に位置するとともに、前記第1接続部と前記第2接続部との少なくとも一方は、作動流体の前記液面よりも下側に位置する請求項2ないし4のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  6.  前記機器温度調整部が水平状態にある場合において、作動流体の液面は前記1つ以上の機器用熱交換器の高さ方向の途中に位置するとともに、前記第1接続部および前記第2接続部を含む前記バイパス流路の全部は、作動流体の前記液面よりも下側に位置する請求項2ないし4のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  7.  前記ポンプは、前記バイパス流路のうち前記第1接続部よりも前記第2接続部に近い側に位置する請求項2ないし6のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  8.  前記対象機器および前記機器温調装置は、車両に搭載されており、
     前記第2接続部は、前記第1接続部よりも車両後方側に位置する請求項2ないし7のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  9.  前記凝縮器は、作動流体と空気とを熱交換させることで、作動流体を放熱させる請求項1ないし8のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  10.  前記機器温度調整部の傾きを検出する傾きセンサ(64)をさらに備え、
     前記傾きセンサが前記機器温度調整部の傾きを検出した場合に、前記ポンプは作動する請求項1ないし9のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  11.  前記機器温度調整部の冷却能力を増大させる要求がある場合に、前記ポンプは作動する請求項1ないし10のいずれか1つに記載の機器温調装置。
  12.  前記機器温度調整部の冷却能力を増大させる要求がある場合は、前記対象機器の温度が所定温度よりも高い場合である請求項11に記載の機器温調装置。
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