WO2020137699A1 - 車両用熱マネジメントシステム - Google Patents

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WO2020137699A1
WO2020137699A1 PCT/JP2019/049398 JP2019049398W WO2020137699A1 WO 2020137699 A1 WO2020137699 A1 WO 2020137699A1 JP 2019049398 W JP2019049398 W JP 2019049398W WO 2020137699 A1 WO2020137699 A1 WO 2020137699A1
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heat
transport medium
heat transport
vehicle
battery
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PCT/JP2019/049398
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卓哉 布施
稲垣　孝治
竜太 小早川
伸矢 笠松
沙織 中島
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株式会社デンソー
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle thermal management system installed in a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a heat management system for a vehicle.
  • This system is a battery for vehicle traveling that supplies electric power to a traveling motor, a liquid heat transport medium that transports heat received from the battery, and a heat receiving unit that receives heat in the heat transport medium by heat exchange with the battery, A radiator for radiating the heat transport medium by exchanging heat with the air outside the vehicle.
  • the heat of the battery is transferred to the air outside the vehicle via the heat transport medium, thereby cooling the battery.
  • the present disclosure aims to provide a heat management system for a vehicle, which can sufficiently exert the heat dissipation ability of a radiator for cooling a battery.
  • Vehicle thermal management system A battery for vehicle running that generates heat with charge and discharge, A liquid heat transport medium that transports heat received from the battery, A heat receiving portion for receiving heat from the heat transport medium by heat exchange with the battery, And a radiator for radiating the heat transport medium by exchanging heat with the air outside the vehicle,
  • the heat transport medium contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not contain an ionic rust preventive agent.
  • the heat transport medium contains orthosilicate ester and does not contain ionic rust preventive agent.
  • the heat transport medium may not include the ionic rust preventive agent. Since this heat transport medium does not contain an ionic rust preventive, it has a lower electrical conductivity and a higher electrical insulation property than the case where it contains an ionic rust preventive.
  • the above-described countermeasure against the liquid junction becomes unnecessary. Therefore, it is possible to prevent the amount of heat received from the battery to the heat transport medium from being suppressed by taking the above-mentioned countermeasure against the liquid junction.
  • the flow rate of the heat transport medium is set so that the amount of heat received from the battery to the heat transport medium is increased without worrying about the liquid junction, and the heat receiving unit is provided for the battery. You can Therefore, the heat dissipation capability of the radiator can be sufficiently exerted for cooling the battery.
  • the vehicle thermal management system 10 shown in FIG. 1 is mounted on an electric vehicle.
  • the vehicular thermal management system 10 is simply referred to as the system 10.
  • the electric vehicle obtains a driving force for traveling the vehicle from the traveling electric motor 2.
  • Examples of the electric vehicle include an electric vehicle, a plug-in hybrid vehicle, and an electric two-wheel vehicle.
  • the number of wheels of the electric vehicle and the vehicle application are not limited.
  • the electric vehicle is equipped with a traveling electric motor 2, a battery 4, and an inverter 6.
  • the traveling electric motor 2 is a motor generator that converts the electric power supplied from the battery 4 into power for driving the vehicle and also converts the power of the vehicle into electric power during deceleration.
  • the traveling electric motor 2 generates heat as the power and electric power are converted.
  • the battery 4 is a battery for running the vehicle that supplies electric power to the running electric motor 2.
  • the battery 4 charges the electric power supplied from the traveling electric motor 2 when the vehicle is decelerated.
  • the battery 4 can be charged with electric power supplied from an external power source (that is, a commercial power source) when the vehicle is stopped.
  • the battery 4 generates heat as it is charged and discharged.
  • the inverter 6 is a power conversion device that converts the electric power supplied from the battery 4 to the traveling electric motor 2 from DC to AC.
  • the inverter 6 also converts the electric power charged from the traveling electric motor 2 into the battery 4 from AC to DC.
  • the inverter 6 generates heat as power is converted.
  • the system 10 includes a battery 4, a heat transport medium 14, a heat receiving unit 16, an air heat exchanger 20, an oil heat exchanger 22, an inverter heat exchanger 24, an ion exchanger 26, a pump 30, and And a hose 34.
  • the heat transport medium 14 is liquid and transports heat received from the battery 4.
  • the heat transport medium 14 contains a liquid base material and an orthosilicate ester, and does not contain an ionic rust preventive agent.
  • the base material is a base material of the heat transport medium 14.
  • the liquid base material means that it is in a liquid state in use.
  • Water to which a freezing point depressant is added is used as the base material. Water is used because it has a large heat capacity, is inexpensive, and has low viscosity.
  • the freezing point depressant is added to water in order to ensure the liquid state even when the environmental temperature is below freezing.
  • the freezing point depressant dissolves in water and lowers the freezing point of water.
  • an organic alcohol such as alkylene glycol or its derivative is used.
  • alkylene glycol for example, monoethylene glycol, monopropylene glycol, polyglycol, glycol ether and glycerin are used alone or as a mixture.
  • the freezing point depressant is not limited to organic alcohols, and inorganic salts and the like may be used.
  • Orthosilicate ester is compatible with the base material.
  • the orthosilicate ester is a compound for giving the heat transport medium 14 a function of rust prevention. Since the orthosilicate ester is contained in the heat transport medium 14, the heat transport medium 14 has a function of rust prevention. Therefore, the heat transport medium 14 may not include the ionic rust preventive agent.
  • orthosilicate ester a compound represented by the general formula (I) is used.
  • the substituents R 1 to R 4 are the same or different and are an alkyl substituent having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl substituent having 2 to 20 carbon atoms, and a hydroxyalkyl having 1 to 20 carbon atoms. It represents a substituent, a substituted or unsubstituted aryl substituent having 6 to 12 carbon atoms and/or a glycol ether-substituent of the formula —(CH 2 —CH 2 —O)nR 5 .
  • R 5 represents hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbons.
  • n represents a number of 1 to 5.
  • orthosilicates are pure tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra(n-propoxy)silane, tetra(isopropoxy)silane, tetra(n-butoxy)silane, tetra.
  • the substituents R 1 to R 4 are the same, and an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms or a formula —(CH 2 —CH 2 —O)n It is preferable to use a compound which represents a glycol ether substituent of —R 5 , R 5 represents hydrogen, methyl or ethyl, and n represents a number of 1, 2 or 3.
  • the orthosilicic acid ester is contained in the heat transport medium 14 so that the concentration of silicon in the whole heat transport medium 14 is 1 to 10000 mass ppm.
  • the concentration of this silicon is preferably 1 mass ppm or more and 2000 mass ppm or less.
  • the concentration of this silicon is preferably higher than 2000 mass ppm and 10000 mass ppm or less.
  • the above-mentioned orthosilicic acid esters are commercially available or can be prepared by simply transesterifying 1 equivalent of tetramethoxysilane with 4 equivalents of the corresponding long-chain alcohol or phenol and distilling off the methanol.
  • the conductivity of the heat transport medium 14 is lower than that when the heat transport medium contains an ionic rust inhibitor.
  • the conductivity of the heat transport medium 14 is 50 ⁇ S/cm or less, and preferably 1 ⁇ S/cm or more and 5 ⁇ S/cm or less.
  • a heat transport medium containing a liquid base material containing water and an ionic rust preventive agent there is engine cooling water used for cooling a vehicle engine.
  • the conductivity of engine cooling water is 4000 ⁇ S/cm or more.
  • the heat transport medium containing an ionic anticorrosive agent for rust prevention has high electric conductivity and does not have electric insulation.
  • the heat transport medium 14 may include an azole derivative as a rust preventive agent in addition to the orthosilicate ester.
  • the heat receiving unit 16 receives heat from the heat transport medium 14 by exchanging heat with the battery 4. Heat is transferred from the battery 4 to the heat transport medium 14 via the members forming the heat receiving portion 16.
  • the heat receiving unit 16 may be configured so that the battery 4 is immersed in the heat transport medium 14 and heat is directly transferred from the battery 4 to the heat transport medium 14.
  • the air heat exchanger 20 is a radiator that radiates heat from the heat transport medium 14 by exchanging heat with the air 21 outside the vehicle.
  • the air 21 is supplied to the air heat exchanger 20 by the operation of a blower (not shown).
  • the oil heat exchanger 22 is a heat exchanger that receives heat from the heat transport medium 14 by exchanging heat with the oil 36 that has received heat from the traveling electric motor 2.
  • the oil heat exchanger 22 is connected to the oil flow passage portion of the traveling electric motor 2 via a pipe 38 through which the oil 36 flows.
  • the inverter heat exchanger 24 is a heat exchanger that receives heat from the heat transport medium 14 by exchanging heat with the inverter 6.
  • the portion in contact with the heat transport medium 14 is made of a member containing aluminum.
  • the ion exchanger 26 captures the ions generated in the heat transport medium 14.
  • the ion exchanger 26 includes an ion exchanger and a filtering member. Examples of ion exchangers include anionic resins and cationic resins. An activated carbon filter is mentioned as a filtration member.
  • the pump 30 is a fluid machine that sends the heat transport medium 14.
  • the hose 34 is a flow path forming member that forms a flow path through which the heat transport medium 14 flows.
  • the heat receiving unit 16, the air heat exchanger 20, the oil heat exchanger 22, the inverter heat exchanger 24, the ion exchanger 26, and the pump 30 are connected by a hose 34.
  • the heat transport medium circuit 12 in which the heat transport medium 14 circulates and flows is formed.
  • the heat receiving unit 16, the oil heat exchanger 22, the inverter heat exchanger 24, the ion exchanger 26, the air heat exchanger 20, and the pump 30 are connected in a ring shape in this order. There is.
  • the heat transfer medium 14 circulates in the order of the heat receiving section 16, the oil heat exchanger 22, the inverter heat exchanger 24, the ion exchanger 26, the air heat exchanger 20, and the pump 30.
  • the heat transport medium 14 receives heat from the battery 4.
  • the heat transport medium 14 receives heat from the oil 36.
  • the inverter heat exchanger 24 receives heat from the inverter 6.
  • the air heat exchanger 20 the heat transport medium 14 releases heat to the air 21 outside the vehicle. As a result, the battery 4, the traveling electric motor 2 and the inverter 6 are cooled.
  • ions are generated in the heat transport medium 14 for various reasons.
  • the generated ions are captured by the ion exchanger 26.
  • the system 10 includes the battery 4, the heat transport medium 14, the heat receiving unit 16, and the air heat exchanger 20.
  • the heat transport medium 14 contains a liquid base material and an orthosilicate ester, and does not contain an ionic rust preventive agent.
  • the heat transport medium 14 since the heat transport medium 14 contains the orthosilicate ester, the heat transport medium 14 has a function of rust prevention. Therefore, the heat transport medium 14 may not include the ionic rust preventive agent. Since this heat transport medium 14 does not contain an ionic rust preventive, it has a lower electric conductivity and a higher electric insulation property as compared with the case where an ionic rust preventive is contained.
  • the heat transport medium 14 having high electric insulation is used.
  • the above-described countermeasure against the liquid junction becomes unnecessary. Therefore, it is possible to prevent the amount of heat received from the battery 4 to the heat transport medium 14 from being suppressed by taking the countermeasure against the liquid junction described above.
  • the flow rate of the heat transport medium 14 is set or the heat receiving unit 16 is set so that the amount of heat received from the battery 4 to the heat transport medium 14 increases without worrying about the liquid junction. It can be provided for the battery 4. Therefore, the heat dissipation capability of the air heat exchanger 20 can be sufficiently exerted for cooling the battery 4.
  • the present embodiment it is possible to cool the battery 4 during rapid charging from the external power source. That is, if the time required for rapid charging of the battery 4 is shortened, the amount of heat generated by the battery 4 increases. According to the present embodiment, the heat dissipation capability of the air heat exchanger 20 can be sufficiently exerted, so that the time required for rapid charging of the battery 4 can be shortened.
  • the system 10 further includes an oil heat exchanger 22 and an inverter heat exchanger 24. According to this, the traveling electric motor 2 and the inverter 6 can be cooled by using the heat transport medium 14.
  • the portion in contact with the heat transport medium 14 is made of a member containing aluminum.
  • the base material of the heat transport medium 14 contains water.
  • the portion in contact with the heat transport medium 14 is made of a member containing aluminum and water is contained in the heat transport medium 14, hydrogen is generated by the electrochemical reaction of water in the portion in contact with the heat transport medium 14. There is a case. However, the generation of hydrogen can be suppressed by the heat transport medium 14 containing the orthosilicate ester. This has been confirmed by experiments conducted by the present inventor. Note that not all of the heat receiving portion 16, the air heat exchanger 20, the oil heat exchanger 22, and the inverter heat exchanger 24, but in at least one of them, the portion in contact with the heat transport medium 14 is a member containing aluminum. It only needs to be configured.
  • the system 10 further includes an ion exchanger 26. According to this, even if ions are generated in the heat transport medium 14, the ions can be captured by the ion exchanger 26. Therefore, the high electric insulation of the heat transport medium 14 can be maintained.
  • the order of connecting the heat receiving portion 16, which is a component of the heat transport medium circuit 12, the air heat exchanger 20, the oil heat exchanger 22, and the inverter heat exchanger 24 is not limited to the order shown in FIG. Can be changed to.
  • the system 10 includes the oil heat exchanger 22 and the inverter heat exchanger 24. However, the system 10 may include only one of these heat exchangers 22, 24. Further, the system 10 may not include these heat exchangers 22 and 24.
  • water to which the freezing point depressant is added is used as the base material of the heat transport medium 14.
  • an organic solvent may be used as the base material of the heat transport medium 14.
  • the heat transport medium 14 contains an organic solvent, the organic solvent is vaporized to generate gas from the heat transport medium 14.
  • the hydrogen gas described in each of the above embodiments may be read as a gas in which an organic solvent is vaporized.
  • the portion of each of the heat receiving portion 16, the air heat exchanger 20, the oil heat exchanger 22, and the inverter heat exchanger 24 that comes into contact with the heat transport medium 14 is not made of a material containing aluminum. Good.
  • the heat transport medium 14 does not include an ionic rust inhibitor. However, if the heat transport medium 14 has electrical insulation, the heat transport medium 14 may contain an ionic rust preventive agent.
  • the ionic rust preventive agent include nitrite, molybdate, chromate, phosphonate, phosphate, sebacic acid, and triazole compound.
  • the phrase "the heat transport medium 14 has electrical insulation" as used herein means that the conductivity of the heat transport medium 14 is 500 ⁇ S/cm or less. This conductivity is a measured value at room temperature, for example, 25°C.
  • the conductivity of the heat transport medium 14 is 500 ⁇ S/cm or less, which can suppress the occurrence of liquid leakage when the leaked heat transport medium 14 contacts the battery 4. it can.
  • the conductivity of the heat transport medium 14 is preferably 100 ⁇ S/cm or less, and more preferably 10 ⁇ S/cm or less.
  • the heat transport medium 14 has the function of rust prevention by including the orthosilicate ester in the heat transport medium 14. Therefore, the amount of the ionic rust preventive agent contained in the heat transport medium 14 can be reduced as compared with the heat transport medium 14 containing the ionic rust preventive agent for rust prevention (for example, engine cooling water). .. That is, the conductivity of the heat transport medium 14 can be made lower than that of the heat transport medium 14 containing an ionic anticorrosive agent for rust prevention. As a result, the heat transport medium 14 can have electrical insulation.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, can be modified as appropriate, and includes various modifications and modifications within the equivalent range. Further, the above embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless a combination is obviously impossible. Further, in each of the above-mentioned embodiments, it is needless to say that the elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except when explicitly specified as being indispensable and when it is considered to be indispensable in principle. Yes. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when numerical values such as the number of components of the embodiment, numerical values, amounts, ranges, etc. are mentioned, it is clearly limited to a particular number and in principle limited to a specific number. It is not limited to the specific number, except in the case of being performed.
  • the vehicle thermal management system includes a vehicle-running battery that generates heat with charge and discharge, and a liquid that transports heat received from the battery.
  • a heat transport medium a heat receiving portion for receiving the heat transport medium by heat exchange with the battery, and a radiator for radiating the heat transport medium by heat exchange with air outside the vehicle.
  • the heat transport medium contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and does not contain an ionic rust preventive agent.
  • the vehicle heat management system further includes an oil heat exchanger that receives heat from the heat transport medium by exchanging heat with the oil that cools the motor generator. According to this, the motor generator can be cooled by using the heat transport medium.
  • the vehicle heat management system further includes an inverter heat exchanger that receives heat from the heat transport medium by exchanging heat with the inverter. According to this, the inverter can be cooled using the heat transport medium.
  • At least one of the heat receiving portion and the radiator is in contact with the heat transport medium, and is made of a member containing aluminum.
  • the substrate contains water.
  • the part of the oil heat exchanger that comes into contact with the heat transport medium is made of a member containing aluminum.
  • the substrate contains water.
  • the portion of the inverter heat exchanger that comes into contact with the heat transport medium is made of a member containing aluminum.
  • the substrate contains water.
  • the portion in contact with the heat transport medium is made of a member containing aluminum and water is contained in the heat transport medium, hydrogen may be generated due to the electrochemical reaction of water in the portion in contact with the heat transport medium. is there.
  • the generation of hydrogen can be suppressed by the inclusion of the orthosilicate ester in the heat transport medium.
  • the vehicle heat management system further includes an ion exchanger that captures ions generated in the heat transport medium. According to this, even if ions are generated in the heat transport medium, the ions can be captured by the ion exchanger, so that the high electric insulation of the heat transport medium can be maintained.
  • the vehicle heat management system includes a vehicle running battery that generates heat due to charging and discharging, a liquid heat transport medium that transports heat received from the battery, and heat exchange with the battery. And a heat radiator for radiating the heat transport medium by exchanging heat with the air outside the vehicle.
  • the heat transport medium contains a liquid base material and an orthosilicate ester compatible with the base material, and has electrical insulation properties.
  • the heat transport medium contains orthosilicate ester and has electrical insulation properties.
  • the heat transport medium contains orthosilicate ester
  • the heat transport medium has a function of rust prevention. Therefore, the amount of the ionic rust preventive agent contained in the heat transport medium can be reduced as compared with the heat transport medium containing the ionic rust preventive agent for rust prevention. That is, the conductivity of the heat transport medium can be lowered as compared with the heat transport medium containing an ionic rust preventive agent for rust prevention. As a result, the heat transport medium can have electrical insulation.
  • a heat transport medium having electrical insulation is used.
  • the above-described countermeasure against the liquid junction becomes unnecessary. Therefore, it is possible to prevent the amount of heat received from the battery to the heat transport medium from being suppressed by taking the above-mentioned countermeasure against the liquid junction.
  • the flow rate of the heat transport medium is set so that the amount of heat received from the battery to the heat transport medium is increased without worrying about the liquid junction, and the heat receiving unit is provided for the battery. You can Therefore, the heat dissipation capability of the radiator can be sufficiently exerted for cooling the battery.
  • the conductivity of the heat transport medium is 500 ⁇ S/cm or less.
  • the heat transport medium has an electric insulating property with an electric conductivity of 500 ⁇ S/cm or less. Accordingly, it is possible to suppress the generation of liquid when the leaked heat transport medium comes into contact with the battery.

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Abstract

車両に搭載される車両用熱マネジメントシステムは、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、車両の外部の空気（２１）との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる放熱器（２０）とを備える。熱輸送媒体は、液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない。

Description

車両用熱マネジメントシステム 関連出願への相互参照
　本出願は、２０１８年１２月２６日に出願された日本特許出願番号２０１８－２４３３４９号に基づくもので、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、車両に搭載される車両用熱マネジメントシステムに関するものである。
　特許文献１には、車両用熱マネジメントシステムが開示されている。このシステムは、走行用モータに電力を供給する車両走行用の電池と、電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体と、電池との熱交換によって熱輸送媒体に受熱させる受熱部と、車両の外部の空気との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる放熱器とを備える。このシステムでは、電池の熱が熱輸送媒体を介して車両の外部の空気に伝達されることによって、電池が冷却される。
特開２０１５－１３１５９７号公報
　上記のシステムでは、熱輸送媒体の導電性が高い場合、漏れた熱輸送媒体が電池に触れると、液絡が生じる。このため、この対策として、例えば、熱輸送媒体の漏れが発生しないように、受熱部を流れる熱交換媒体の流量を少なく抑えることが必要となる。また、他の例として、漏れた熱輸送媒体が電池にかからないように、電池と受熱部との間に隔壁を配置することが必要となる。また、他の例として、漏れた熱輸送媒体と電池との接触面積を極力小さくするために、電池に対する受熱部の設置領域を小さく抑えることが必要となる。
　しかし、これらの対策を行うと、電池から熱輸送媒体への受熱量が少なく抑えられる。このため、放熱器の放熱能力が、電池の冷却に十分に発揮されない。これが、放熱器の大型化の原因となる。
　本開示は、放熱器の放熱能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる車両用熱マネジメントシステムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の第１の観点によれば、
　車両用熱マネジメントシステムは、
　充放電に伴い発熱する車両走行用の電池と、
　電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体と、
　電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部と、
　車両の外部の空気との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる放熱器とを備え、
　熱輸送媒体は、液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない。
　これによれば、熱輸送媒体は、オルト珪酸エステルを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない。熱輸送媒体に、オルト珪酸エステルが含まれることで、熱輸送媒体は防錆の機能を有する。このため、熱輸送媒体に、イオン性防錆剤が含まれなくてもよい。この熱輸送媒体は、イオン性防錆剤を含まないので、イオン性防錆剤を含む場合と比較して、導電率が低く、高い電気絶縁性を有する。
　このシステムでは、電気絶縁性が高い熱輸送媒体が用いられる。これにより、上記した液絡の対策が不要になる。このため、上記した液絡の対策を行うことによる、電池から熱輸送媒体への受熱量が抑えられることを回避できる。換言すると、このシステムによれば、液絡を気にせずに、電池から熱輸送媒体への受熱量が多くなるように、熱輸送媒体の流量を設定したり、受熱部を電池に対して設けたりすることができる。よって、放熱器の放熱能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。
　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実施形態における車両用熱マネジメントシステムの全体構成を示す模式図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。
　（第１実施形態）
　図１に示す車両用熱マネジメントシステム１０は、電動車両に搭載される。以下では、車両用熱マネジメントシステム１０は、単に、システム１０と呼ばれる。電動車両は、走行用電動モータ２から車両走行用の駆動力を得る。電動車両としては、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、電動２輪等が挙げられる。電動車両の車輪数や車両用途は限定されない。電動車両には、走行用電動モータ２と、電池４、インバータ６が搭載されている。
　走行用電動モータ２は、電池４から供給された電力を車両走行用の動力に変換するとともに、減速時に車両の動力を電力に変換するモータジェネレータである。走行用電動モータ２は、動力と電力との変換に伴い発熱する。
　電池４は、走行用電動モータ２に電力を供給する車両走行用の電池である。電池４は、車両減速時に走行用電動モータ２から供給される電力を充電する。電池４は、車両停車時に外部電源（すなわち、商用電源）から供給される電力の充電が可能である。電池４は、充放電に伴い発熱する。
　インバータ６は、電池４から走行用電動モータ２へ供給される電力を直流から交流へ変換する電力変換装置である。また、インバータ６は、走行用電動モータ２から電池４へ充電される電力を交流から直流へ変換する。インバータ６は、電力の変換に伴い発熱する。
　システム１０は、電池４と、熱輸送媒体１４と、受熱部１６と、空気熱交換器２０と、オイル熱交換器２２と、インバータ熱交換器２４と、イオン交換器２６と、ポンプ３０と、ホース３４とを備える。
　熱輸送媒体１４は、液状であり、電池４から受けた熱を輸送する。熱輸送媒体１４は、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、イオン性防錆剤を含まない。
　基材は、熱輸送媒体１４のベースとなる材料である。液状の基材とは、使用状態で液体の状態であることを意味する。基材としては、凝固点降下剤が添加された水が用いられる。水が用いられるのは、水は熱容量が大きく、安価であり、粘性が低いからである。凝固点降下剤が水に添加されるのは、環境温度が氷点下であっても液体の状態を確保するためである。凝固点降下剤は、水に溶解し、水の凝固点を降下させる。凝固点降下剤としては、有機アルコール、例えば、アルキレングリコールまたはその誘導体が用いられる。アルキレングリコールとしては、例えば、モノエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、グリセリンが単独または混合物として用いられる。凝固点降下剤としては、有機アルコールに限らず、無機塩等が用いられてもよい。
　オルト珪酸エステルは、基材に相溶する。オルト珪酸エステルは、熱輸送媒体１４に防錆の機能を持たせるための化合物である。オルト珪酸エステルが熱輸送媒体１４に含まれることで、熱輸送媒体１４は防錆の機能を有する。このため、熱輸送媒体１４にイオン性防錆剤が含まれなくてもよい。
　オルト珪酸エステルとしては、一般式（Ｉ）で示される化合物が用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 　一般式（Ｉ）において、置換基Ｒ１～Ｒ４は、同じ又は異なり、かつ、炭素数１～２０のアルキル置換基、炭素数２～２０のアルケニル置換基、炭素数１～２０のヒドロキシアルキル置換基、置換又は非置換の炭素数６～１２のアリール置換基及び／又は式－（ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ）ｎ－Ｒ５のグリコールエーテル－置換基を表す。Ｒ５は、水素又は炭素数１～５のアルキルを表す。ｎは、１～５の数を表す。
　オルト珪酸エステルの典型的な例は、純粋なテトラアルコキシシラン、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ（ｎ－プロポキシ）シラン、テトラ（イソプロポキシ）シラン、テトラ（ｎ－ブトキシ）シラン、テトラ（ｔ－ブトキシ）シラン、テトラ（２－エチルブトキシ）シラン、又はテトラ（２－エチルヘキソキシ）シラン、並びにさらにテトラフェノキシシラン、テトラ（２－メチルフェノキシ）シラン、テトラビニルオキシシラン、テトラアリルオキシシラン、テトラ（２－ヒドロキシエトキシ）シラン、テトラ（２－エトキシエトキシ）シラン、テトラ（２－ブトキシエトキシ）シラン、テトラ（１－メトキシ－２－プロポキシ）シラン、テトラ（２－メトキシエトキシ）シラン又はテトラ［２－［２－（２－メトキシエトキシ）エトキシ］エトキシ］シランである。
　オルト珪酸エステルとしては、一般式（Ｉ）において、置換基Ｒ１～Ｒ４は、同じであり、かつ、炭素数１～４のアルキル置換基又は式－（ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ）ｎ－Ｒ５のグリコールエーテル置換基を表し、Ｒ５は水素、メチル又はエチルを表し、ｎは１、２又は３の数を表す化合物が用いられることが好ましい。
　オルト珪酸エステルは、熱輸送媒体１４の全体に対するケイ素の濃度が１～１００００質量ｐｐｍとなるように、熱輸送媒体１４に含まれる。このケイ素の濃度は、１質量ｐｐｍ以上２０００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、このケイ素の濃度は、２０００質量ｐｐｍより高く１００００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。上記のオルトケイ酸エステルは、市販されているか又は１当量のテトラメトキシシランを、４当量の相応する長鎖アルコール又はフェノールで簡単にエステル交換し、メタノールを留去することにより製造可能である。
　熱輸送媒体１４にイオン性防錆剤が含まれないため、熱輸送媒体１４の導電率は、熱輸送媒体にイオン性防錆剤が含まれる場合と比較して低い。熱輸送媒体１４の導電率は、５０μＳ／ｃｍ以下であり、好ましくは、１μＳ／ｃｍ以上５μＳ／ｃｍ以下である。参考として、水を含む液状の基材と、イオン性防錆剤と、を含む熱輸送媒体としては、車両用エンジンの冷却に用いられるエンジン冷却水がある。エンジン冷却水の導電率は、４０００μＳ／ｃｍ以上である。このように、防錆のためにイオン性防錆剤を含む熱輸送媒体は、導電率が高く、電気絶縁性を有していない。
　なお、熱輸送媒体１４には、オルト珪酸エステルに加えて、防錆剤としてのアゾール誘導体が含まれていてもよい。
　受熱部１６は、電池４との熱交換によって熱輸送媒体１４を受熱させる。受熱部１６を構成する部材を介して、電池４から熱輸送媒体１４へ熱が移動する。なお、電池４が熱輸送媒体１４に浸漬され、電池４から熱輸送媒体１４へ直に熱が移動するように、受熱部１６が構成されていてもよい。
　空気熱交換器２０は、車両の外部の空気２１との熱交換によって、熱輸送媒体１４を放熱させる放熱器である。図示しない送風機の作動によって、空気熱交換器２０に空気２１が供給される。
　オイル熱交換器２２は、走行用電動モータ２から熱を受けたオイル３６との熱交換によって、熱輸送媒体１４を受熱させる熱交換器である。オイル熱交換器２２は、オイル３６が流れる配管３８を介して、走行用電動モータ２のオイル流路部と接続されている。
　インバータ熱交換器２４は、インバータ６との熱交換によって、熱輸送媒体１４を受熱させる熱交換器である。受熱部１６、空気熱交換器２０、オイル熱交換器２２およびインバータ熱交換器２４のそれぞれでは、熱輸送媒体１４と接触する部分が、アルミニウムを含む部材で構成されている。
　イオン交換器２６は、熱輸送媒体１４に発生するイオンを捕捉する。イオン交換器２６は、イオン交換体と、ろ過部材とを含む。イオン交換体としては、アニオン性樹脂、カチオン性樹脂が挙げられる。ろ過部材としては、活性炭フィルターが挙げられる。
　ポンプ３０は、熱輸送媒体１４を送る流体機械である。ホース３４は、熱輸送媒体１４が流れる流路を形成する流路形成部材である。
　受熱部１６と、空気熱交換器２０と、オイル熱交換器２２と、インバータ熱交換器２４と、イオン交換器２６と、ポンプ３０とは、ホース３４によって接続されている。これによって、熱輸送媒体１４が循環して流れる熱輸送媒体回路１２が形成されている。具体的には、受熱部１６と、オイル熱交換器２２と、インバータ熱交換器２４と、イオン交換器２６と、空気熱交換器２０と、ポンプ３０とが、この記載順に環状に接続されている。
　ポンプ３０が作動することによって、受熱部１６、オイル熱交換器２２、インバータ熱交換器２４、イオン交換器２６、空気熱交換器２０、ポンプ３０の順に、熱輸送媒体１４が循環する。このとき、受熱部１６で、熱輸送媒体１４は電池４から熱を受ける。オイル熱交換器２２で、熱輸送媒体１４はオイル３６から熱を受ける。インバータ熱交換器２４で、熱輸送媒体１４はインバータ６から熱を受ける。空気熱交換器２０で、熱輸送媒体１４は熱を車両の外部の空気２１へ放出する。これにより、電池４、走行用電動モータ２およびインバータ６が冷却される。
　また、熱輸送媒体１４が熱輸送媒体回路１２を流れているとき、種々の理由により、熱輸送媒体１４にイオンが発生する。この発生したイオンは、イオン交換器２６によって捕捉される。
　次に、本実施形態の効果について説明する。
　（１）本実施形態では、システム１０は、電池４と、熱輸送媒体１４と、受熱部１６と、空気熱交換器２０とを備える。熱輸送媒体１４は、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない。
　これによれば、熱輸送媒体１４に、オルト珪酸エステルが含まれることで、熱輸送媒体１４は防錆の機能を有する。このため、熱輸送媒体１４にイオン性防錆剤が含まれなくてもよい。この熱輸送媒体１４は、イオン性防錆剤を含まないので、イオン性防錆剤を含む場合と比較して、導電率が低く、高い電気絶縁性を有する。
　このように、システム１０では、電気絶縁性が高い熱輸送媒体１４が用いられる。これにより、上記した液絡の対策が不要になる。このため、上記した液絡の対策を行うことによる、電池４から熱輸送媒体１４への受熱量が抑えられることを回避できる。換言すると、このシステム１０によれば、液絡を気にせずに、電池４から熱輸送媒体１４への受熱量が多くなるように、熱輸送媒体１４の流量を設定したり、受熱部１６を電池４に対して設けたりすることができる。よって、空気熱交換器２０の放熱能力を電池４の冷却に十分に発揮させることができる。
　このため、本実施形態によれば、外部電源からの急速充電時の電池４の冷却が可能となる。すなわち、電池４の急速充電に要する時間を短縮させると、電池４の発熱量が多くなる。本実施形態によれば、空気熱交換器２０の放熱能力を十分に発揮できるので、電池４の急速充電に要する時間を短縮することができる。
　（２）システム１０は、オイル熱交換器２２と、インバータ熱交換器２４とをさらに備える。これによれば、熱輸送媒体１４を利用して、走行用電動モータ２とインバータ６とを冷却することができる。
　（３）受熱部１６、空気熱交換器２０、オイル熱交換器２２およびインバータ熱交換器２４のそれぞれでは、熱輸送媒体１４と接触する部分が、アルミニウムを含む部材で構成されている。熱輸送媒体１４の基材は、水が含まれる。
　熱輸送媒体１４と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、かつ、熱輸送媒体１４に水が含まれると、熱輸送媒体１４と接触する部分での水の電気化学反応により、水素が発生する場合がある。しかしながら、熱輸送媒体１４にオルト珪酸エステルが含まれることで、この水素の発生を抑制することができる。このことは、本発明者が行った実験によって確認されている。なお、受熱部１６、空気熱交換器２０、オイル熱交換器２２およびインバータ熱交換器２４の全部ではなく、これらの少なくとも１つにおいて、熱輸送媒体１４と接触する部分が、アルミニウムを含む部材で構成されていればよい。
　（４）システム１０は、イオン交換器２６をさらに備える。これによれば、熱輸送媒体１４にイオンが発生しても、イオン交換器２６によってイオンを捕捉することができる。このため、熱輸送媒体１４の高い電気絶縁性を維持することができる。
　（他の実施形態）
　（１）熱輸送媒体回路１２の構成部品である受熱部１６、空気熱交換器２０、オイル熱交換器２２、インバータ熱交換器２４の接続の順番は、図１に示す順番に限られず、任意に変更が可能である。
　（２）第１実施形態では、システム１０は、オイル熱交換器２２、インバータ熱交換器２４を備えている。しかしながら、システム１０は、これらの熱交換器２２、２４のうちいずれか１つのみを備えていてもよい。また、システム１０は、これらの熱交換器２２、２４を備えていなくてもよい。
　（３）上記した各実施形態では、熱輸送媒体１４の基材として、凝固点降下剤が添加された水が用いられている。しかしながら、熱輸送媒体１４の基材として、有機溶剤が用いられてもよい。熱輸送媒体１４に有機溶剤が含まれる場合、有機溶剤が気化することで、熱輸送媒体１４からガスが発生する。この場合、上記した各実施形態に記載の水素ガスを有機溶剤が気化したガスに読み替えればよい。また、この場合、受熱部１６、空気熱交換器２０、オイル熱交換器２２およびインバータ熱交換器２４のそれぞれのうち熱輸送媒体１４と接触する部分は、アルミニウムを含む材料で構成されていなくてよい。
　（４）上記した各実施形態では、熱輸送媒体１４にイオン性防錆剤が含まれない。しかしながら、熱輸送媒体１４が電気絶縁性を有していれば、熱輸送媒体１４にイオン性防錆剤が含まれていてもよい。イオン性防錆剤としては、例えば、亜硝酸塩、モリブデン酸塩、クロム酸塩、ホスホン酸塩、リン酸塩、セバシン酸、トリアゾール系化合物などが挙げられる。ここでいう「熱輸送媒体１４が電気絶縁性を有する」とは、熱輸送媒体１４の導電率が５００μＳ／ｃｍ以下であることを意味する。この導電率は、室温、例えば、２５℃での測定値である。本発明者の実験結果によれば、熱輸送媒体１４の導電率が５００μＳ／ｃｍ以下であることにより、漏れた熱輸送媒体１４が電池４に触れた場合の液洛の発生を抑制することができる。液絡を抑制するためには、熱輸送媒体１４の導電率は、１００μＳ／ｃｍ以下であることが好ましく、１０μＳ／ｃｍ以下であることがより好ましい。
　この場合においても、熱輸送媒体１４にオルト珪酸エステルが含まれることで、熱輸送媒体１４は防錆の機能を有する。このため、防錆のためにイオン性防錆剤が含まれる熱輸送媒体１４（例えば、エンジン冷却水）と比較して、熱輸送媒体１４に含まれるイオン性防錆剤を少なくすることができる。すなわち、防錆のためにイオン性防錆剤が含まれる熱輸送媒体１４と比較して、熱輸送媒体１４の導電率を低くすることができる。これにより、熱輸送媒体１４に電気絶縁性を持たせることができる。
　（５）本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、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、車両用熱マネジメントシステムは、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池と、電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体と、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部と、車両の外部の空気との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる放熱器とを備える。熱輸送媒体は、液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない。
　また、第２の観点によれば、車両用熱マネジメントシステムは、モータジェネレータを冷却するオイルとの熱交換によって熱輸送媒体を受熱させるオイル熱交換器をさらに備える。これによれば、熱輸送媒体を利用して、モータジェネレータを冷却することができる。
　また、第３の観点によれば、車両用熱マネジメントシステムは、インバータとの熱交換によって熱輸送媒体を受熱させるインバータ熱交換器をさらに備える。これによれば、熱輸送媒体を利用して、インバータを冷却することができる。
　また、第４の観点によれば、受熱部と放熱器との少なくとも一方のうち熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている。基材は、水を含む。
　また、第５の観点によれば、オイル熱交換器のうち熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている。基材は、水を含む。
　また、第６の観点によれば、インバータ熱交換器のうち熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている。基材は、水を含む。
　熱輸送媒体と接触する部分がアルミニウムを含む部材で構成され、かつ、熱輸送媒体に水が含まれると、熱輸送媒体と接触する部分での水の電気化学反応により、水素が発生する場合がある。しかしながら、第４～第６の観点によれば、熱輸送媒体にオルト珪酸エステルが含まれることで、この水素の発生を抑制することができる。
　また、第７の観点によれば、車両用熱マネジメントシステムは、熱輸送媒体に発生するイオンを捕捉するイオン交換器をさらに備える。これによれば、熱輸送媒体にイオンが発生しても、イオン交換器によってイオンを捕捉することで、熱輸送媒体の高い電気絶縁性を維持することができる。
　また、第８の観点によれば、車両用熱マネジメントシステムは、充放電に伴い発熱する車両走行用の電池と、電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体と、電池との熱交換によって熱輸送媒体を受熱させる受熱部と、車両の外部の空気との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる放熱器とを備える。熱輸送媒体は、液状の基材と、基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、電気絶縁性を有する。
　これによれば、熱輸送媒体は、オルト珪酸エステルを含み、電気絶縁性を有する。熱輸送媒体に、オルト珪酸エステルが含まれることで、熱輸送媒体は防錆の機能を有する。このため、防錆のためにイオン性防錆剤が含まれる熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体に含まれるイオン性防錆剤を少なくすることができる。すなわち、防錆のためにイオン性防錆剤が含まれる熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体の導電率を低くすることができる。これにより、熱輸送媒体に電気絶縁性を持たせることができる。
　このシステムでは、電気絶縁性を有する熱輸送媒体が用いられる。これにより、上記した液絡の対策が不要になる。このため、上記した液絡の対策を行うことによる、電池から熱輸送媒体への受熱量が抑えられることを回避できる。換言すると、このシステムによれば、液絡を気にせずに、電池から熱輸送媒体への受熱量が多くなるように、熱輸送媒体の流量を設定したり、受熱部を電池に対して設けたりすることができる。よって、放熱器の放熱能力を電池の冷却に十分に発揮させることができる。
　また、第９の観点によれば、熱輸送媒体の導電率は、５００μＳ／ｃｍ以下である。このように、熱輸送媒体は、導電率が５００μＳ／ｃｍ以下である電気絶縁性を有する。これにより、漏れた熱輸送媒体が電池に触れた場合の液洛の発生を抑制することができる。

Claims (9)

  1. 　車両に搭載される車両用熱マネジメントシステムであって、
    　充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
    　前記電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、
    　前記電池との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
    　前記車両の外部の空気（２１）との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる放熱器（２０）とを備え、
    　前記熱輸送媒体は、液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、かつ、イオン性防錆剤を含まない、車両用熱マネジメントシステム。
  2. 　モータジェネレータ（２）を冷却するオイル（３６）との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させるオイル熱交換器（２２）をさらに備える、請求項１に記載の車両用熱マネジメントシステム。
  3. 　インバータ（６）との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させるインバータ熱交換器（２４）をさらに備える、請求項１または２に記載の車両用熱マネジメントシステム。
  4. 　前記受熱部と前記放熱器との少なくとも一方のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されており、
    　前記基材は、水を含む、請求項１に記載の車両用熱マネジメントシステム。
  5. 　前記オイル熱交換器のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されており、
    　前記基材は、水を含む、請求項２に記載の車両用熱マネジメントシステム。
  6. 　前記インバータ熱交換器のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されており、
    　前記基材は、水を含む、請求項３に記載の車両用熱マネジメントシステム。
  7. 　前記熱輸送媒体に発生するイオンを捕捉するイオン交換器（２６）をさらに備える、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用熱マネジメントシステム。
  8. 　車両に搭載される車両用熱マネジメントシステムであって、
    　充放電に伴い発熱する車両走行用の電池（４）と、
    　前記電池から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体（１４）と、
    　前記電池との熱交換によって前記熱輸送媒体を受熱させる受熱部（１６）と、
    　前記車両の外部の空気（２１）との熱交換によって前記熱輸送媒体を放熱させる放熱器（２０）とを備え、
    　前記熱輸送媒体は、液状の基材と、前記基材に相溶するオルト珪酸エステルとを含み、電気絶縁性を有する、車両用熱マネジメントシステム。
  9. 　前記熱輸送媒体の導電率は、５００μＳ／ｃｍ以下である、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用熱マネジメントシステム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6836210B2 (ja) * 2018-12-26 2021-02-24 株式会社デンソー 車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法
JP2022052534A (ja) 2020-09-23 2022-04-04 サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 熱マネジメントシステム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323146A (ja) * 1999-04-15 2000-11-24 Valeo Thermique Moteur 燃料電池によって給電される電動モータによる自動車用冷却装置
JP2001167778A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Denso Corp 車載用燃料電池システム
JP2006057088A (ja) * 2004-07-23 2006-03-02 Toyota Motor Corp 冷却液組成物、冷却系、及び冷却液組成物の製造方法
JP2006510168A (ja) * 2002-12-12 2006-03-23 ビーエーエスエフ　アクチェンゲゼルシャフト 燃料電池−冷却系用のアゾール誘導体を含有している１，３−プロパンジオールをベースとする冷却剤
JP2014203739A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 スズキ株式会社 燃料電池用冷却液

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3451141B2 (ja) * 1994-11-14 2003-09-29 本田技研工業株式会社 バッテリ温度調節装置
DE10063951A1 (de) * 2000-12-20 2002-06-27 Basf Ag Kühlmittel für Kühlsysteme in Brennstoffzellenantrieben
DE10128530A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-19 Basf Ag Kühlmittel für Kühlsysteme in Brennstoffzellenantrieben enthaltend Azolderivate
JP2006216303A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Denso Corp 発熱機器の冷却構造
WO2013130643A1 (en) * 2012-02-27 2013-09-06 Icybreeze, Llc Ice air conditioner
JP5983187B2 (ja) * 2012-08-28 2016-08-31 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6252186B2 (ja) * 2014-01-15 2017-12-27 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
JP6206231B2 (ja) * 2014-02-12 2017-10-04 株式会社デンソー 車両用熱管理システム
US20180248238A1 (en) * 2014-09-15 2018-08-30 James O. Pinon Graphene enhanced cooling fin
US10431858B2 (en) * 2015-02-04 2019-10-01 Global Web Horizons, Llc Systems, structures and materials for electrochemical device thermal management
JP2018060594A (ja) * 2015-02-25 2018-04-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池モジュール
DE102015004675A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 Daimler Ag Verfahren zur Erhöhung des elektrischen Isolationswiderstands
JP6686839B2 (ja) * 2016-10-17 2020-04-22 トヨタ自動車株式会社 車両用冷却システム
WO2018095759A1 (de) * 2016-11-23 2018-05-31 Basf Se Kühlmittel für kühlsysteme in elektrofahrzeugen mit brennstoffzellen und/oder batterien enthaltend azolderivate und zusätzliche korrosionsschutzmittel
CN106585414B (zh) * 2016-12-27 2018-01-19 上海思致汽车工程技术有限公司 一种智能化多回路电动汽车冷却系统
JP2018153074A (ja) * 2017-03-09 2018-09-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 充電装置、及び車載電源装置
JP7094080B2 (ja) * 2017-05-26 2022-07-01 昭和電工株式会社 円筒型電池冷却用熱交換器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000323146A (ja) * 1999-04-15 2000-11-24 Valeo Thermique Moteur 燃料電池によって給電される電動モータによる自動車用冷却装置
JP2001167778A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Denso Corp 車載用燃料電池システム
JP2006510168A (ja) * 2002-12-12 2006-03-23 ビーエーエスエフ　アクチェンゲゼルシャフト 燃料電池−冷却系用のアゾール誘導体を含有している１，３−プロパンジオールをベースとする冷却剤
JP2006057088A (ja) * 2004-07-23 2006-03-02 Toyota Motor Corp 冷却液組成物、冷却系、及び冷却液組成物の製造方法
JP2014203739A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 スズキ株式会社 燃料電池用冷却液

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