WO2021025128A1 - 温度調整装置 - Google Patents

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WO2021025128A1
WO2021025128A1 PCT/JP2020/030228 JP2020030228W WO2021025128A1 WO 2021025128 A1 WO2021025128 A1 WO 2021025128A1 JP 2020030228 W JP2020030228 W JP 2020030228W WO 2021025128 A1 WO2021025128 A1 WO 2021025128A1
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temperature
heat
heat exchanger
pump
heat medium
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PCT/JP2020/030228
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雄一 大野
浩嗣 朝柄
幸克 尾▲崎▼
貴郁 松本
康光 大見
義則 毅
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a temperature adjusting device for adjusting the temperature of a temperature adjusting object.
  • Patent Document 1 discloses a device using an air-conditioning refrigeration cycle as a temperature control device for adjusting the temperature of a battery.
  • the refrigerant flow path for the battery for adjusting the temperature of the battery can be separated from the refrigeration cycle by switching the four-way valve.
  • the battery can be cooled and warmed up by the thermosiphon phenomenon in the battery refrigerant flow path.
  • the refrigerant pump for circulating the refrigerant in the refrigerant flow path for the battery the battery cooling capacity can be ensured by operating the refrigerant pump as needed.
  • the temperature control device of Patent Document 1 has a configuration in which the refrigerant flow path for the battery can be separated from the refrigeration cycle by a four-way valve, the cycle configuration tends to be complicated.
  • an object of the present disclosure is to provide a temperature control device capable of both cooling and heating of a temperature control target with a simple configuration.
  • the temperature adjusting device includes a first heat exchanger that exchanges heat between the temperature adjusting object and the heat medium, and the first heat exchanger on the upper side in the gravity direction.
  • the second heat exchanger, the first heat exchanger, and the second heat exchanger are connected in a loop to exchange heat between the heat medium and the external medium while being arranged, and the first heat exchanger and the second heat are connected. It includes a heat medium passage for circulating a heat medium between the exchanger and a heat exchange amount adjusting unit for adjusting the amount of heat exchange between the heat medium and the external medium in the second heat exchanger.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
  • FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a state in which the temperature adjusting device according to the tenth embodiment is tilted. It is a figure which shows the time change of the input voltage of the water pump in 1st Example of 11th Embodiment. It is a figure which shows the time change of the input voltage of a water pump in 2nd Example of 11th Embodiment. It is a figure which shows the time change of the input voltage of the water pump in 3rd Example of 11th Embodiment. It is an overall block diagram which shows the temperature control apparatus which concerns on 12th Embodiment. It is an overall block diagram which shows the vehicle-mounted state of the temperature control device which concerns on 12th Embodiment.
  • FIG. 36 is an arrow view of XXXVII of FIG.
  • the temperature adjusting device 1 of the present embodiment is mounted on an electric vehicle (hereinafter, also referred to as a vehicle) that obtains a driving force for traveling from an electric motor.
  • the temperature adjusting device 1 is used in a vehicle as a temperature adjusting device for cooling and warming up a battery 2 that supplies electric power to an electric motor or the like. Therefore, the battery 2 is a temperature adjustment target of the temperature adjustment device 1.
  • the up and down arrows in each of the following figures indicate the up, down, front, back, left, and right directions when the vehicle is located on the horizontal plane.
  • the "gravity direction” means the direction of gravity in the state where the temperature adjusting device 1 is arranged on the horizontal plane. Therefore, the “upper side in the direction of gravity” refers to the upper side in the direction of gravity when the temperature adjusting device 1 is arranged on the horizontal plane. Similarly, the “lower side in the direction of gravity” refers to the lower side in the direction of gravity when the temperature adjusting device 1 is arranged on the horizontal plane.
  • the "gravity direction” means the direction of gravity when the temperature control device 1 is mounted on the vehicle located on the horizontal plane. Therefore, the “upper side in the direction of gravity” means the upper side in the direction of gravity when the temperature adjusting device 1 is mounted on the vehicle located on the horizontal plane. Similarly, the “lower side in the direction of gravity” refers to the lower side in the direction of gravity when the temperature adjusting device 1 is mounted on the vehicle located on the horizontal plane.
  • Battery 2 is an assembled battery formed by electrically connecting a plurality of battery cells in series or in parallel.
  • the battery cell is a rechargeable secondary battery (in this embodiment, a lithium ion battery).
  • Each battery cell is formed in a flat, substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the battery cells are stacked and arranged in a predetermined direction with the flat surfaces adjacent to each other. Therefore, the battery 2 as a whole is also formed in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • Battery 2 is less likely to undergo a chemical reaction at low temperatures and its output is likely to decrease. Further, the battery 2 generates heat during operation (that is, during charging / discharging). Further, the battery 2 tends to deteriorate at a high temperature. Therefore, the temperature of the battery 2 is maintained within an appropriate temperature range (in this embodiment, 15 ° C. or higher and 55 ° C. or lower) in which the charge / discharge capacity of the battery 2 can be fully utilized. Is desirable.
  • the appropriate temperature range of the battery 2 is also referred to as an appropriate temperature range.
  • the in-vehicle device (that is, the object for temperature adjustment) whose temperature is adjusted by the temperature adjusting device 1 may include a traveling inverter, a traveling motor, an intercooler, a PCU (Power Control Unit), and the like, in addition to the battery 2.
  • a traveling inverter that is, the object for temperature adjustment
  • a traveling motor that is, the object for temperature adjustment
  • an intercooler that is, the intercooler
  • PCU Power Control Unit
  • the temperature control device 1 includes a first heat exchanger 3, a second heat exchanger 4, a pump 5, a heat medium passage 6, a bypass passage 7, and a heater 8.
  • the first heat exchanger 3 exchanges heat between the battery 2 and the heat medium.
  • the first heat exchanger 3 is configured to be heat conductive with the battery 2.
  • the side surface of the battery cell of the battery 2 is in contact with the side surface of the first heat exchanger 3 so as to be heat conductive.
  • the second heat exchanger 4 exchanges heat between air, which is an external medium, and a heat medium.
  • the second heat exchanger 4 is arranged on the upper side in the direction of gravity of the first heat exchanger 3.
  • Air is blown to the second heat exchanger 4 by the outdoor blower 41.
  • the outdoor blower 41 is arranged in the engine room of the electric vehicle.
  • the outdoor blower 41 is an electric blower whose rotation speed (that is, blowing capacity) is controlled by a control voltage output from a control device 9 described later.
  • the outdoor blower 41 By controlling the operation of the outdoor blower 41, the amount of heat radiated from the heat medium to the air in the second heat exchanger 4 can be adjusted. In other words, by controlling the operation of the outdoor blower 41, the amount of heat exchange between the heat medium and the air in the second heat exchanger 4 can be adjusted. Therefore, the outdoor blower 41 corresponds to an example of the heat exchange amount adjusting unit.
  • the pump 5 pumps the heat medium through the heat medium passage 6 in order to circulate the heat medium.
  • the pump 5 is an electric pump whose rotation speed (that is, pumping capacity) is controlled by a control voltage output from the control device 9.
  • the pump 5 corresponds to an example of a heat exchange amount adjusting unit.
  • the suction port of the pump 5 is connected to the first heat exchanger 3 via the heat medium passage 6.
  • the discharge port of the pump 5 is connected to the second heat exchanger 4 via the heat medium passage 6. Therefore, the pump 5 pumps the heat medium from the first heat exchanger 3 toward the second heat exchanger 4. In other words, the pump 5 supplies the heat medium flowing out of the first heat exchanger 3 to the second heat exchanger 4.
  • the pump 5 is arranged on the lower side of the heat medium passage 6 in the direction of gravity of the first heat exchanger 3. As the pump 5, a positive displacement pump can be adopted.
  • the heat medium passage 6 is a passage in which the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 are connected in a loop to circulate the heat medium between the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4. Is.
  • the first heat exchanger 3, the second heat exchanger 4, and the pump 5 are arranged in the heat medium passage 6.
  • the heat medium a fluid that can evaporate and condense can be adopted. Specifically, water or alcohol can be adopted as the heat medium. Further, as the heat medium, a fluorocarbon-based refrigerant (for example, R134a, R1234yf, etc.) used in a vapor compression refrigeration cycle can be used. Further, as the heat medium, not only the fluorocarbon-based refrigerant but also other refrigerants such as carbon dioxide and antifreeze can be used.
  • the heat medium passage 6 has a first passage 61, a second passage 62, and a third passage 63.
  • the first passage 61 is a heat medium flow path that connects the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4.
  • the second passage 62 is a heat medium passage that connects the second heat exchanger 4 and the discharge side of the pump 5.
  • the third passage 63 is a heat medium flow path that connects the suction side of the pump 5 and the first heat exchanger 3.
  • the bypass passage 7 is a heat medium passage for the heat medium to bypass the pump 5.
  • the bypass passage 7 bypasses the pump 5 and connects the second passage 62 and the third passage 63. Therefore, the bypass passage 7 includes a third passage 63, which is a heat medium passage 6 on the upstream side of the pump 5, and a second passage 62, which is a heat medium passage 6 on the downstream side of the pump 5, when the pump 5 is not operating. Can be communicated. Therefore, the bypass passage 7 corresponds to an example of a continuous passage.
  • the bypass passage 7 is arranged on the lower side in the gravity direction of the first heat exchanger 3.
  • the bypass passage 7 corresponds to an example of the heat exchange amount adjusting unit.
  • the bypass passage 7 is provided with an on-off valve 71 that opens and closes the bypass passage 7.
  • the operation of the on-off valve 71 is controlled by a control signal output from the control device 9.
  • the heater 8 is a heating unit that heats the heat medium circulating in the temperature adjusting device 1.
  • the heater 8 is arranged on the upper side of the pump 5 in the direction of gravity.
  • the heater 8 is arranged in contact with the heat medium passage of the second heat exchanger 4 so as to be heat conductive. As a result, the heater 8 can heat the heat medium flowing through the heat medium passage of the second heat exchanger 4.
  • the heater 8 is, for example, an electric heater that uses electric power as a heat source.
  • a heater core that uses the exhaust heat of various devices mounted on the vehicle as a heat source may be adopted.
  • the control device 9 is a control unit composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like and peripheral circuits thereof. Then, various calculations and processes are performed based on the control program stored in the ROM, and the operation of various control target devices connected to the output side is controlled.
  • the equipment to be controlled includes a pump 5, an outdoor blower 41, an on-off valve 71, a heater 8, and the like.
  • various sensors are connected to the input side of the control device 9. Then, the detection signals of various sensors are input to the control device 9.
  • the sensor includes a battery temperature sensor 91, an outside air temperature sensor 92, and the like.
  • the battery temperature sensor 91 is an object temperature detection unit that detects the battery temperature TB, which is the temperature of the battery 2.
  • the battery temperature sensor 91 of the present embodiment has a plurality of temperature sensors and detects the temperature of a plurality of locations of the battery 2. Therefore, the control device 9 can also detect the temperature difference of each part of the battery 2. Further, as the battery temperature TB, the average value of the detected values of a plurality of temperature sensors is adopted.
  • the outside air temperature sensor 92 is an outside air temperature detection unit that detects the outside air temperature Tam, which is the outside air temperature of the vehicle interior.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment can execute two types of operation modes, a cooling mode and a warm-up mode.
  • the cooling mode is an operation mode for cooling the battery 2.
  • the warm-up mode is a warm-up mode for warming up the battery 2. The detailed operation of the temperature adjusting device 1 in each operation mode will be described below.
  • Cooling mode is executed, for example, when the battery temperature TB is higher than the outside air temperature Tam.
  • the control device 9 stops the pump 5, opens the on-off valve 71, and stops the heater 8.
  • the heat medium circulates due to the thermosiphon phenomenon (in other words, the phase change).
  • the liquid phase heat medium absorbs heat from the battery 2 and evaporates to become a gas phase heat medium.
  • the vapor phase heat medium evaporated in the first heat exchanger 3 flows into the second heat exchanger 4 through the first passage 61.
  • the gas phase heat medium flowing in from the first passage 61 dissipates heat to the air and condenses to become a liquid phase heat medium.
  • the liquid phase heat medium condensed in the second heat exchanger 4 flows in the order of the second passage 62, the bypass passage 7, and the third passage 63, and flows into the first heat exchanger 3. At this time, as shown by the broken line in FIG. 3, the liquid level of the liquid phase heat medium is generated inside the first heat exchanger 3.
  • the first heat exchanger 3 functions as an evaporator and the second heat exchanger 4 functions as a condenser, and the heat medium is circulated in the temperature regulator 1 by the thermosiphon phenomenon.
  • the battery 2 can be cooled in the first heat exchanger 3. Therefore, in the cooling mode, the heat medium can be circulated in the temperature adjusting device 1 without using power, so that power saving can be achieved and the battery 2 can be cooled even when the battery 2 is left parked.
  • the warm-up mode is executed, for example, when the outside air temperature Tam is lower than 0 ° C.
  • the control device 9 operates the pump 5, closes the on-off valve 71, and operates the heater 8.
  • the temperature adjusting device 1 the heat medium circulates due to the pumping by the pump 5 and the thermosiphon phenomenon.
  • the heat medium dissipates heat to the battery 2 and condenses to become a liquid phase heat medium.
  • the liquid phase heat medium is sucked into the pump 5 via the third passage 63.
  • the liquid phase heat medium is discharged from the pump 5 and flows into the second heat exchanger 4 through the second passage 62.
  • the liquid level of the liquid phase heat medium rises to the inside of the second heat exchanger 4.
  • the liquid phase heat medium absorbs heat from the heater 8 and evaporates to become a gas phase heat medium.
  • the vapor phase heat medium evaporated in the second heat exchanger 4 flows into the first heat exchanger 3 through the first passage 61.
  • the pump 5 is operated to raise the liquid level of the liquid phase heat medium in the second heat exchanger 4.
  • the second heat exchanger 4 functions as an evaporator and the first heat exchanger 3 functions as a condenser, and the heat medium is circulated in the temperature control device 1 by the thermosiphon phenomenon.
  • the battery 2 can be warmed up (that is, heated) in the first heat exchanger 3.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment includes a pump 5 for circulating the heat medium in the heat medium passage 6.
  • the pump 5 can be operated to forcibly circulate the heat medium in the heat medium passage 6. Therefore, the temperature of the battery 2 can be raised at an early stage.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment includes a bypass passage 7 that bypasses the pump 5. As a result, when the battery 2 is cooled, the pump 5 is stopped and the heat medium is circulated in the bypass passage 7, so that the heat medium can be circulated in the heat medium passage 6 by the thermosiphon phenomenon.
  • the cooling and heating of the battery 2 can be switched by operating or stopping the pump 5. That is, when switching between cooling and heating of the battery 2, it is not necessary to switch the heat medium circuit by a four-way valve or the like. Therefore, it is possible to achieve both cooling and heating of the battery 2 with a simple configuration without complicating the cycle configuration.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment includes a heater 8 for heating the heat medium. Therefore, by heating the heat medium with the heater 8 during warm-up, the amount of heat that can be used for warm-up increases, and the warm-up performance can be improved.
  • the heater 8 is arranged in contact with the second passage 62 so as to be heat conductive. As a result, the heater 8 can heat the heat medium flowing through the second passage 62.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment operates in the same manner as the temperature control device 1 described in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
  • FIGS. 6 to 8 the third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
  • This embodiment describes an example in which the configuration of the pump 5 is changed with respect to the second embodiment.
  • the solid arrow in FIG. 7 indicates the flow of the heat medium.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment employs a non-volumetric pump 5 as the pump 5.
  • the pump 5 of the present embodiment is a vertical pump in which a motor (not shown) is installed above the pump 5.
  • the pump 5 is, for example, a vortex pump.
  • the pump 5 has a casing 52 that forms a pump chamber 51 inside, an impeller 53 arranged in the pump chamber 51, and a rotating shaft 54 fixed to the impeller 53.
  • the rotating shaft 54 is connected to the motor.
  • the pump chamber 51 functions as a passage through which the heat medium flows when the pump 5 is not operating. Therefore, the pump chamber 51 corresponds to an example of a passage in the pump.
  • the pump chamber 51 when the pump 5 is not operating, the pump chamber 51 includes a third passage 63, which is a heat medium passage 6 on the upstream side of the pump 5, and a second passage 62, which is a heat medium passage 6 on the downstream side of the pump 5. Can be communicated. Therefore, the pump chamber 51 corresponds to an example of a continuous passage.
  • the pump chamber 51 is arranged on the lower side of the first heat exchanger 3 in the direction of gravity.
  • the pump chamber 51 corresponds to an example of a heat exchange amount adjusting unit.
  • the casing 52 is provided with a first supply / discharge port 55 and a second supply / discharge port 56.
  • the first supply / discharge port 55 and the second supply / discharge port 56 communicate with the pump chamber 51, respectively.
  • the first supply / exhaust port 55 is connected to the first heat exchanger 3 via the third passage 63.
  • the second supply / exhaust port 56 is connected to the second heat exchanger 4 via the second passage 62.
  • the pump 5 of the present embodiment is a bidirectional pump capable of discharging in both directions by being driven in the forward rotation or the reverse rotation by a motor. That is, the heat medium is discharged from either the first supply / discharge port 55 or the second supply / discharge port 56 according to the rotation direction of the motor, and is sucked in from the other.
  • the pump 5 has a first heat medium flow that circulates the heat medium in the order of the first heat exchanger 3, the pump 5, and the second heat exchanger 4, and the heat medium is the second heat exchanger 4, the pump 5, and so on. It is configured to be switchable from the second heat medium flow that circulates in the order of the first heat exchanger 3.
  • the first heat medium flow is referred to as a warm-up flow
  • the second heat medium flow is also referred to as a cooling flow.
  • the warm-up flow is a heat medium flow in which the heat medium flowing out of the first heat exchanger 3 is supplied to the second heat exchanger 4 via the pump 5.
  • the cooling flow is a heat medium flow that supplies the heat medium flowing out of the second heat exchanger 4 to the first heat exchanger 3 via the pump 5.
  • the control device 9 operates the heater 8 in the warm-up mode, that is, when the pump 5 is operated so as to be in the warm-up flow. At this time, the temperature of the second heat exchanger 4 becomes higher than the temperature of at least one of the first heat exchanger 3 and the battery 2. In other words, when the heat medium flow is switched to the warm-up flow by the pump 5, the temperature of the second heat exchanger 4 becomes higher than the temperature of at least one of the first heat exchanger 3 and the battery 2.
  • the control device 9 in the cooling mode, the control device 9 is forced to cool the pump 5 so as to be a cooling flow when the cooling capacity is insufficient only by circulating the heat medium due to the thermosiphon phenomenon. Execute the mode.
  • the control device 9 stops the heater 8 and operates the outdoor blower 41 to supply the outside air to the second heat exchanger 4. At this time, the temperature of the second heat exchanger 4 becomes lower than the temperature of at least one of the first heat exchanger 3 and the battery 2. In other words, when the heat medium flow is switched to the cooling flow by the pump 5, the temperature of the second heat exchanger 4 becomes lower than the temperature of at least one of the first heat exchanger 3 and the battery 2.
  • the control device 9 executes the forced cooling mode in the cooling mode when the cooling capacity is insufficient only by circulating the heat medium due to the thermosiphon phenomenon.
  • the pump 5 heats the heat.
  • the medium can be forcibly circulated. Therefore, it is not necessary to increase the physique of the entire temperature adjusting device 1 in order to secure the water level difference between the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4. As a result, the mountability of the temperature adjusting device 1 can be improved.
  • the in-pump passage 51 allows the third passage 63 on the upstream side of the pump 5 and the second passage 62 on the downstream side of the pump 5 to communicate with each other when the pump 5 is not operating.
  • the bypass passage 7 and the on-off valve 71 can be eliminated, so that the mountability of the temperature adjusting device 1 can be further improved.
  • the second heat exchanger 4 is arranged on the upper side of the first heat exchanger 3 in the direction of gravity, but the arrangement of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 is the same. Not limited. That is, in the temperature control device 1 of the present embodiment, the second heat exchanger 4 is arranged at an arbitrary position in the direction of gravity with respect to the first heat exchanger 3.
  • the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 may be arranged at the same level in the direction of gravity. That is, the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 may be arranged on the same horizontal plane.
  • the second heat exchanger 4 may be arranged on the lower side in the gravity direction of the first heat exchanger 3.
  • the mountability of the temperature adjusting device 1 can be improved.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment has a reserve tank 85 which is a storage unit for storing the heat medium of the liquid phase.
  • the reserve tank 85 is provided between the second heat exchanger 4 and the pump 5 in the heat medium passage 6. That is, the reserve tank 85 is provided in the second passage 62. In the present embodiment, the reserve tank 85 is arranged on the upper side of the heater 8 in the second passage 62 in the direction of gravity.
  • the liquid phase heat medium can be stored in the reserve tank 85. Therefore, in the cooling mode, the liquid phase heat medium can be reliably flowed into the first heat exchanger 3. Therefore, stable cooling performance can be ensured in the cooling mode.
  • FIGS. 12 to 17 This embodiment describes an example in which the content of the temperature adjustment control of the battery 2 is changed with respect to the third embodiment.
  • the solid arrows in FIGS. 13 and 15 indicate the flow of the heat medium.
  • the content of the temperature adjustment control of the battery 2 in the temperature adjustment device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the control program according to FIG. 12 is executed by the control device 9.
  • step S1 it is determined whether or not the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 92 exceeds the predetermined reference warm-up temperature KTw (0 ° C. in this embodiment).
  • step S1 If it is determined in step S1 that the outside air temperature Tam exceeds the reference warm-up temperature KTw, the control device 9 determines that the battery 2 does not need to be warmed up, and proceeds to step S2. In step S2, it is determined whether or not the battery temperature TB detected by the battery temperature sensor 91 exceeds the predetermined maximum appropriate temperature KTh.
  • the maximum appropriate temperature KTh is the highest temperature in the appropriate temperature range of the battery 2.
  • step S2 If it is determined in step S2 that the battery temperature TB does not exceed the maximum appropriate temperature KTh, the control device 9 determines that the battery temperature TB is within the optimum temperature range, and controls according to FIG. 12 as it is. Exit the program.
  • step S2 determines whether the battery temperature TB exceeds the maximum appropriate temperature KTh. If it is determined in step S2 that the battery temperature TB exceeds the maximum appropriate temperature KTh, the process proceeds to step S3.
  • step S3 the pump 5 is operated so as to be a cooling flow, and the outdoor blower 41 is operated.
  • step S4 it is determined whether or not the battery temperature TB exceeds the maximum appropriate temperature KTh. If it is determined in step S4 that the battery temperature TB exceeds the maximum appropriate temperature KTh, it is determined that it is necessary to promote the cooling of the battery 2, and the process proceeds to step S5. In step S5, the rotation speed of the pump 5 is increased and the rotation speed of the outdoor blower 41 is increased.
  • step S4 determines whether the battery temperature TB does not exceed the maximum appropriate temperature KTh. If it is determined in step S4 that the battery temperature TB does not exceed the maximum appropriate temperature KTh, the process proceeds to step S6, the pump 5 is stopped, and the outdoor blower 41 is stopped.
  • step S1 If it is determined in step S1 that the outside air temperature Tam does not exceed the reference warm-up temperature KTw, it is determined that there is a high possibility that the battery 2 needs to be warmed up, and the process proceeds to step S7.
  • step S7 it is determined whether or not the battery temperature TB detected by the battery temperature sensor 91 is lower than the predetermined minimum appropriate temperature KTc.
  • the minimum appropriate temperature KTc is the lowest temperature in the appropriate temperature range of the battery 2.
  • step S7 If it is determined in step S7 that the battery temperature TB is not lower than the minimum appropriate temperature KTc, the control device 9 determines that the battery temperature TB is within the optimum temperature range, and controls according to FIG. 12 as it is. Exit the program.
  • step S7 if it is determined in step S7 that the battery temperature TB is lower than the minimum appropriate temperature KTc, the process proceeds to step S8.
  • step S8 the pump 5 is operated so as to warm up the flow, and the heater 8 is operated.
  • step S9 it is determined whether or not the battery temperature TB is lower than the minimum appropriate temperature KTc. If it is determined in step S9 that the battery temperature TB is lower than the minimum appropriate temperature KTc, it is determined that it is necessary to accelerate the warm-up of the battery 2, and the process proceeds to step S10. In step S10, the rotation speed of the pump 5 is increased and the amount of heat of the heat medium in the heater 8 is increased.
  • step S9 if it is determined in step S9 that the battery temperature TB is not lower than the minimum appropriate temperature KTc, the process proceeds to step S11 to stop the pump 5 and the heater 8.
  • the control device 9 executes the thermocooling mode. To do. Specifically, the control device 9 keeps both the pump 5 and the outdoor blower 41 stopped.
  • the heat medium circulates in the temperature control device 1 due to the thermosiphon phenomenon.
  • the heat medium can be circulated in the temperature adjusting device 1 without using power, so that power saving can be achieved and the battery 2 can be cooled even when the battery 2 is left parked.
  • the forced cooling mode is executed. Specifically, as shown in FIG. 14, the control device 9 operates the pump 5 so as to become a cooling flow and operates the outdoor blower 41 when the battery temperature TB exceeds the maximum appropriate temperature KTh. ..
  • the heat medium can be circulated by the pump 5 in the order of the pump 5, the first heat exchanger 3, the second heat exchanger 4, and the pump 5. Further, the outdoor blower 41 forcibly blows air to the second heat exchanger 4, so that the amount of heat radiated from the heat medium to the air by the second heat exchanger 4 can be increased. As a result, the temperature of the heat medium flowing into the first heat exchanger 3 can be lowered as compared with the thermocooling mode, so that the cooling performance of the battery 2 can be improved.
  • the thermocooling mode and the forced cooling mode correspond to an example of the cooling mode.
  • the control device 9 increases the rotation speed of the pump 5 and the outdoor blower. Increase the number of revolutions of 41.
  • the circulation amount of the heat medium circulating in the temperature adjusting device 1 increases.
  • the number of rotations of the outdoor blower 41 By increasing the number of rotations of the outdoor blower 41, the amount of air blown by the outdoor blower 41 to the second heat exchanger 4 increases, and the amount of heat radiated by the heat medium to the air in the second heat exchanger 4 increases. To do.
  • the amount of heat absorbed by the liquid phase heat medium from the battery 2 in the first heat exchanger 3 can be increased, so that the cooling of the battery 2 can be promoted.
  • the battery temperature TB can be lowered to the optimum temperature range at an early stage.
  • the warm-up mode is executed. .. Specifically, as shown in FIG. 16, the control device 9 operates the pump 5 so as to warm up the flow and operates the heater 8 when the battery temperature TB falls below the minimum appropriate temperature KTc. ..
  • the heat medium can be circulated by the pump 5 in the order of the pump 5, the second heat exchanger 4, the first heat exchanger 3, and the pump 5. Then, the heater 8 can heat the heat medium passage 6 discharged from the pump 5. As a result, in the first heat exchanger 3, the battery 2 can be heated by the high-temperature heat medium, so that the battery 2 can be warmed up.
  • control device 9 increases the rotation speed of the pump 5 and the heater 8 Increases the amount of heat of the heat medium in.
  • the circulation amount of the heat medium circulating in the temperature adjusting device 1 increases.
  • the temperature of the heat medium rises.
  • the amount of heat absorbed by the battery 2 from the heat medium in the first heat exchanger 3 can be increased, so that the warm-up of the battery 2 can be promoted.
  • the battery temperature TB can be raised to the optimum temperature range at an early stage.
  • the operation of the outdoor blower 41, the pump 5, and the heater 8 can be controlled so that the battery temperature TB is within the optimum temperature range.
  • the operation of the outdoor blower 41, the pump 5, and the heater 8 can be controlled so that the battery temperature TB becomes the predetermined target object temperature.
  • the battery temperature TB can be maintained within an appropriate temperature range, so that deterioration of the battery 2 can be suppressed.
  • the outdoor blower 41 and the pump 5 can be stopped when the battery temperature TB is low and the need for cooling the battery 2 is low.
  • the pump 5 and the heater 8 can be stopped when the battery temperature TB is high and the need for warming up the battery 2 is low. Therefore, the power consumption of the outdoor blower 41, the pump 5, and the heater 8 can be suppressed.
  • the temperature adjusting device 1 of the present embodiment includes a first inlet temperature sensor 94, a first outlet temperature sensor 95, a second inlet temperature sensor 96, and a second outlet temperature sensor 97. There is.
  • the detection signals of the temperature sensors 94 to 97 are input to the control device 9.
  • the first inlet temperature sensor 94 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing into the first heat exchanger 3 in the thermocooling mode and the forced cooling mode. In other words, the first inlet temperature sensor 94 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing out of the first heat exchanger 3 in the warm-up mode.
  • the first outlet temperature sensor 95 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing out of the first heat exchanger 3 in the thermocooling mode and the forced cooling mode.
  • the first outlet temperature sensor 95 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing into the first heat exchanger 3 in the warm-up mode.
  • the second inlet temperature sensor 96 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing into the second heat exchanger 4 in the thermocooling mode and the forced cooling mode.
  • the second inlet temperature sensor 96 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing out of the second heat exchanger 4 in the warm-up mode.
  • the second outlet temperature sensor 97 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing out of the second heat exchanger 4 in the thermocooling mode and the forced cooling mode.
  • the second outlet temperature sensor 97 is a temperature detection unit that detects the temperature of the heat medium flowing into the second heat exchanger 4 in the warm-up mode.
  • step S101 it is determined whether or not the outside air temperature Tam detected by the outside air temperature sensor 92 exceeds the predetermined reference warm-up temperature KTw (0 ° C. in this embodiment).
  • step S101 If it is determined in step S101 that the outside air temperature Tam exceeds the reference warm-up temperature KTw, it is determined that the battery 2 does not need to be warmed up, and the process proceeds to step S102.
  • step S102 it is determined whether or not the battery temperature TB detected by the battery temperature sensor 91 exceeds the predetermined maximum appropriate temperature KTh.
  • step S102 If it is determined in step S102 that the battery temperature TB does not exceed the maximum appropriate temperature KTh, it is determined that the battery temperature TB is within the optimum temperature range, and the process proceeds to step S103.
  • step S103 the pump 5 is stopped and the outdoor blower 41 is stopped. As a result, the thermocooling mode is executed.
  • step S104 the pump 5 is operated so as to be a cooling flow, and the outdoor blower 41 is operated. As a result, the forced cooling mode is executed.
  • step S105 it is determined whether or not the first temperature difference ⁇ T1 exceeds the predetermined reference first temperature difference ⁇ KT1.
  • the first temperature difference ⁇ T1 is the heat medium temperature flowing into the first heat exchanger 3 and the heat flowing out from the first heat exchanger 3 detected by the first inlet temperature sensor 94 and the first outlet temperature sensor 95. This is the temperature difference from the medium temperature. Therefore, the first inlet temperature sensor 94 and the first outlet temperature sensor 95 correspond to an example of the temperature difference detection unit.
  • step S105 If it is determined in step S105 that the first temperature difference ⁇ T1 exceeds the reference first temperature difference ⁇ KT1, the process proceeds to step S106.
  • step S106 the rotation speed of the pump 5 is increased, the rotation speed of the outdoor blower 41 is increased, and the process returns to step S105.
  • step S105 if it is determined in step S105 that the first temperature difference ⁇ T1 does not exceed the reference first temperature difference ⁇ KT1, the process returns to step S102.
  • step S101 determines whether or not the outside air temperature Tam does not exceed the reference warm-up temperature KTw. If it is determined in step S101 that the outside air temperature Tam does not exceed the reference warm-up temperature KTw, it is determined that there is a high possibility that the battery 2 needs to be warmed up, and the process proceeds to step S107. In step S107, it is determined whether or not the battery temperature TB detected by the battery temperature sensor 91 is lower than the predetermined minimum appropriate temperature KTc.
  • step S107 If it is determined in step S107 that the battery temperature TB is not lower than the minimum appropriate temperature KTc, it is determined that the battery temperature TB is within the optimum temperature range, and the process proceeds to step S108. In step S108, the pump 5 is stopped and the heater 8 is stopped.
  • step S107 if it is determined in step S107 that the battery temperature TB is lower than the minimum appropriate temperature KTc, the process proceeds to step S109.
  • step S109 the pump 5 is operated so as to warm up the flow, and the heater 8 is operated. As a result, the warm-up mode is executed.
  • step S110 it is determined whether or not the second temperature difference ⁇ T2 exceeds the predetermined reference second temperature difference ⁇ KT2.
  • the second temperature difference ⁇ T2 is the heat medium temperature flowing into the second heat exchanger 4 and the heat flowing out from the second heat exchanger 4 detected by the second inlet temperature sensor 96 and the second outlet temperature sensor 97. This is the temperature difference from the medium temperature. Therefore, the second inlet temperature sensor 96 and the second outlet temperature sensor 97 correspond to an example of the temperature difference detection unit.
  • step S110 If it is determined in step S110 that the second temperature difference ⁇ T2 exceeds the reference second temperature difference ⁇ KT2, the process proceeds to step S111.
  • step S111 the rotation speed of the pump 5 is increased, the amount of heat of the heat medium in the heater 8 is increased, and the process returns to step S110.
  • step S110 if it is determined in step S110 that the second temperature difference ⁇ T2 does not exceed the reference second temperature difference ⁇ KT2, the process returns to step S107.
  • the control device 9 increases the rotation speed of the pump 5 and at the same time. Increase the rotation speed of the outdoor blower 41.
  • the operation of the outdoor blower 41 and the pump 5 can be controlled so that the first temperature difference ⁇ T1 is smaller than the reference first temperature difference ⁇ KT1.
  • the operation of the outdoor blower 41 and the pump 5 can be controlled so that the first temperature difference ⁇ T1 becomes a predetermined target temperature difference.
  • the control device 9 increases the rotation speed of the pump 5. At the same time, the heating amount of the heat medium in the heater 8 is increased.
  • the operation of the pump 5 and the heater 8 can be controlled so that the second temperature difference ⁇ T2 is smaller than the reference second temperature difference ⁇ KT2.
  • the operation of the pump 5 and the heater 8 can be controlled so that the second temperature difference ⁇ T2 becomes a predetermined target temperature difference.
  • the first temperature difference ⁇ T1 in the first heat exchanger 3 and the second temperature difference ⁇ T2 in the second heat exchanger 4 are each within the range of each target temperature difference.
  • the operation of the outdoor blower 41, the pump 5 and the heater 8 can be controlled.
  • the entire first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 can be effectively contributed to heat exchange, and the heat exchange capacity is improved. it can. Therefore, even when the heat load required for the temperature adjusting device 1 suddenly fluctuates, the battery temperature TB can be maintained within the optimum temperature range, so that deterioration of the battery 2 can be suppressed.
  • the temperature adjusting device 1 of the present embodiment includes a first liquid level sensor 98 and a second liquid level sensor 99.
  • the detection signals of the liquid level sensors 98 and 99 are input to the control device 9.
  • the first liquid level sensor 98 is a liquid level detection unit that detects the first liquid level height H1, which is the height of the liquid level of the heat medium in the first heat exchanger 3.
  • the second liquid level sensor 99 is a liquid level detection unit that detects the second liquid level height H2, which is the height of the liquid level of the heat medium in the second heat exchanger 4.
  • the control program according to FIG. 22 is executed by the control device 9.
  • steps S105 and S110 in the flowchart of FIG. 20 shown in the seventh embodiment are changed to steps S105A and S110A.
  • step S105A it is determined whether or not the first liquid level height H1 detected by the first liquid level sensor 98 is lower than the predetermined reference first liquid level height KH1.
  • step S105A If it is determined in step S105A that the first liquid level height H1 is lower than the reference first liquid level height KH1, the process proceeds to step S106. On the other hand, if it is determined in step S105A that the first liquid level height H1 is not lower than the reference first liquid level height KH1, the process returns to step S102.
  • step S110A it is determined whether or not the second liquid level height H2 detected by the second liquid level sensor 99 is lower than the predetermined reference second liquid level height KH2.
  • step S110A If it is determined in step S110A that the second liquid level height H2 is lower than the reference second liquid level height KH2, the process proceeds to step S111. On the other hand, if it is determined in step S110A that the second liquid level height H2 is not lower than the reference second liquid level height KH1, the process returns to step S107.
  • the control device 9 sets the rotation speed of the pump 5. At the same time, the rotation speed of the outdoor blower 41 is increased.
  • the operation of the outdoor blower 41 and the pump 5 can be controlled so that the first liquid level height H1 exceeds the reference first liquid level height KH1.
  • the operation of the outdoor blower 41 and the pump 5 can be controlled so that the first liquid level height H1 becomes a predetermined target liquid level height.
  • the control device 9 rotates the pump 5. The number is increased, and the amount of heat of the heat medium in the heater 8 is increased.
  • the operation of the pump 5 and the heater 8 can be controlled so that the second liquid level height H2 exceeds the reference second liquid level height KH2.
  • the operation of the pump 5 and the heater 8 can be controlled so that the second liquid level height H2 becomes a predetermined target liquid level height.
  • the liquid level height of the liquid phase heat medium in each of the heat exchangers 3 and 4 of the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 4 is too low, a part of each of the heat exchangers 3 and 4 may be used. It may be overheated and the entire heat exchangers 3 and 4 may not be able to effectively contribute to heat exchange.
  • the outdoor blower 41 and the pump 5 are arranged so that the first liquid level height H1 exceeds the reference first liquid level height KH1. Control the operation.
  • the operation of the pump 5 and the heater 8 is controlled so that the second liquid level height H2 exceeds the reference second liquid level height KH2.
  • the second heat exchanger 4 is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium and air, while the second heat exchanger 4 is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium and various external fluids. It may be.
  • the heater 8 is adopted as the heat source for warming up in the warm-up mode, but the external fluid supplied to the second heat exchanger 4 may be adopted as the heat source for warming up. That is, the heat medium may be heated by exchanging heat between the high-temperature external fluid and the heat medium in the second heat exchanger 4.
  • the second heat exchanger 4 may be a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium and the cooling water of the cooling water circuit 70.
  • the cooling water circuit 70 is a circuit in which cooling water circulates.
  • a second heat exchanger 4 and a water pump 72 are arranged in the cooling water circuit 70. The water pump 72 sucks in and discharges the cooling water of the cooling water circuit 70.
  • the second heat exchanger 4 may be a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium circulating in the temperature control device 1 and the refrigerant in the refrigeration cycle 80.
  • the refrigeration cycle 80 includes a compressor 81, a radiator 82, and an expansion valve 83.
  • the compressor 81 sucks in the refrigerant of the refrigeration cycle 80, compresses it, and discharges it.
  • the radiator 82 is a heat exchanger that dissipates heat and condenses the refrigerant discharged from the compressor 81.
  • the expansion valve 83 is a decompression unit that depressurizes and expands the refrigerant condensed by the radiator 82.
  • the second heat exchanger 4 exchanges heat between the refrigerant of the refrigeration cycle 80 decompressed and expanded by the expansion valve 83 and the heat medium evaporated by the first heat exchanger 3, evaporates the refrigerant and condenses the heat medium. Let me.
  • the cooling water corresponds to an example of an external medium.
  • the refrigerant corresponds to an example of an external medium.
  • the first heat exchanger 3 has two first inflow ports 301 and 302 that allow the heat medium to flow in and out of the first heat exchanger 3. Have. Of the two first inflow ports 301 and 302, the one arranged on the lower side in the gravity direction is referred to as the lower first inflow port 301, and the one arranged on the upper side in the gravity direction is referred to as the upper first inflow port 302.
  • the second heat exchanger 4 has two second inflow ports 401 and 402 that allow the heat medium to flow in and out of the second heat exchanger 4.
  • the two second inflow ports 401 and 402 the one arranged on the lower side in the gravity direction is called the lower second inflow port 401, and the one arranged on the upper side in the gravity direction is called the upper second inflow port 402.
  • the heat medium passage 6 has a lower passage 64 and an upper passage 65.
  • the lower passage 64 is a heat medium flow path that connects the lower first inflow port 301 of the first heat exchanger 3 and the lower second inflow port 401 of the second heat exchanger 4.
  • the upper passage 65 is a heat medium flow path that connects the upper first inflow port 302 of the first heat exchanger 3 and the upper second inflow port 402 of the second heat exchanger 4.
  • the first heat exchanger 3 is a so-called tank and tube type heat exchanger.
  • the first heat exchanger 3 includes a tube 31 and tanks 32 and 33.
  • the tube 31 is a tubular member that forms a flow path through which a heat medium flows.
  • the tube 31 is a flat tube formed in a flat plate shape (that is, a flat cross section).
  • the tube 31 is arranged so that its longitudinal direction is substantially parallel to the direction of gravity.
  • a plurality of tubes 31 are arranged in parallel in the horizontal direction. Specifically, the plurality of tubes 31 are arranged in the front-rear direction of the vehicle.
  • the plurality of tubes 31 form the same plane. That is, the plurality of tubes 31 are arranged side by side in a row so that the flat planes on both sides of the tube 31 are arranged on the same plane.
  • a battery 2 is joined to each of the flat surfaces of the plurality of tubes 31. Therefore, the heat from the battery 2 is transferred to the heat medium in the tube 31.
  • the stacking direction of the plurality of tubes 31 is referred to as the tube stacking direction.
  • the tube 31 arranged on one end side in the tube stacking direction is referred to as one end tube 311
  • the tube 31 arranged on the other end side in the tube stacking direction is referred to as the other end tube 312.
  • One end tube 311 is provided with one end liquid level sensor 981 that detects the height of the liquid level of the heat medium in the one end tube 311.
  • the other end tube 312 is provided with the other end liquid level sensor 982 that detects the height of the liquid level of the heat medium in the other end tube 312.
  • the liquid level sensor 981 at one end and the liquid level sensor 982 at the other end correspond to an example of the liquid level detection unit. Therefore, the first heat exchanger 3 of the present embodiment is provided with a plurality of liquid level detection units.
  • the tanks 32 and 33 communicate with a plurality of tubes 31.
  • the tanks 32 and 33 collect or distribute the heat medium to the plurality of tubes 31.
  • Tanks 32 and 33 are provided one at each end of the tube 31 in the longitudinal direction. That is, the tanks 32 and 33 are provided one by one at the upper end portion and the lower end portion in the gravity direction of the tube 31.
  • the tanks 32 and 33 extend in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube 31.
  • the tubes 31 are joined to the tanks 32 and 33 with the tubes inserted.
  • the one arranged on the lower side in the gravity direction is referred to as the lower tank 32
  • the one arranged on the upper side in the gravity direction is referred to as the upper tank 33.
  • a lower first inflow port 301 is provided on one end side of the lower tank 32 in the tube stacking direction.
  • An upper first inflow port 302 is provided on one end side of the upper tank 33 in the tube stacking direction.
  • the second heat exchanger 4 has a heat medium flow path 42 for circulating a heat medium and a cooling water flow path 43 for circulating cooling water circulating in the cooling water circuit 70. ing. Therefore, the second heat exchanger 4 is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium flowing through the heat medium flow path 42 and the cooling water flowing through the cooling water flow path 43.
  • the cooling water circuit 70 of the present embodiment is provided with a cooling water heat exchanger 73 that exchanges heat between the cooling water and air.
  • a water pump 72 is arranged in the cooling water circuit 70.
  • the water pump 72 is a liquid pump that supplies cooling water, which is a liquid, to the second heat exchanger 4.
  • the water pump 72 of the present embodiment corresponds to an example of the heat exchange amount adjusting unit.
  • a water pump 72 is connected to the output side of the control device 9 as one of various controlled devices.
  • a sensor group such as a liquid level sensor 981 at one end, a liquid level sensor 982 at the other end, a gyro sensor 901, and a torque sensor 902 is connected to the input side of the control device 9.
  • a detection signal of the sensor group is input to the control device 9.
  • the gyro sensor 901 detects the tilt angle of the vehicle (in other words, the tilt angle of the temperature control device 1).
  • the torque sensor 902 detects the drive torque of the electric motor for traveling.
  • a control unit that controls various control target devices connected to the output side is integrally configured, but a configuration (hardware and software) that controls the operation of each control target device is provided. , Consists of a control unit that controls the operation of each controlled device.
  • the configuration for estimating whether or not the battery 2 has a temperature distribution is the temperature distribution estimation unit 9A.
  • the configuration for controlling the operation of the water pump 72 to adjust the heat exchange amount of the second heat exchanger 4 is the adjustment control unit 9B.
  • step S201 it is determined whether or not the vehicle is turned on. If it is determined in step S201 that the power of the vehicle is not turned on, the process proceeds to step S202. In step S202, the water pump 72 is stopped to end the heat exchange amount adjustment control of the second heat exchanger 4.
  • step S201 determines whether the vehicle is turned on. If it is determined in step S201 that the vehicle is turned on, the process proceeds to step S203. In step S203, the water pump 72 is operated.
  • step S204 it is determined whether or not the deviation amount ⁇ H of the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 33 exceeds the predetermined reference deviation amount K ⁇ H.
  • the deviation amount ⁇ H of the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 3 is calculated from the difference in the liquid level height detected by each of the liquid level sensor 981 at one end and the liquid level sensor 982 at the other end. be able to. Therefore, the liquid level sensor 981 at one end and the liquid level sensor 982 at the other end correspond to an example of the liquid level distribution detection unit.
  • step S204 If it is determined in step S204 that the deviation amount ⁇ H of the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 3 does not exceed the reference deviation amount K ⁇ H, it is estimated that the temperature distribution does not occur in the battery 2. Then, the process returns to step S201.
  • step S204 determines whether the deviation amount ⁇ H of the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 3 exceeds the reference deviation amount K ⁇ H. If it is determined in step S204 that the deviation amount ⁇ H of the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 3 exceeds the reference deviation amount K ⁇ H, a temperature distribution is generated in the battery 2. Is estimated, and the process proceeds to step S205. Therefore, the control device 9 when executing step S204 functions as the temperature distribution estimation unit 9A.
  • step S205 the water pump 72 is driven so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 periodically fluctuates, and the process returns to step S201.
  • the input voltage of the water pump 72 is periodically changed in a sinusoidal manner. That is, the control device 9 outputs a periodically changing sine wave voltage to the water pump 72.
  • the control device 9 when executing step S205 functions as the adjustment control unit 9B.
  • the control device 9 uses the input voltage of the water pump 72. Is cyclically changed. Therefore, in the control program according to FIG. 28, the operation of the water pump 72 can be controlled so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 changes periodically.
  • the temperature adjusting device 1 having the configuration shown in FIG. 26 when the temperature adjusting device 1 having the configuration shown in FIG. 26 is mounted on the vehicle and applied to cool the battery 2 which is a traveling battery, it may happen that the cooling performance cannot be sufficiently exhibited due to the inclination of the vehicle.
  • the control device 9 executes the heat exchange amount adjusting control (that is, the control program according to FIG. 28) of the second heat exchanger 4.
  • the control program according to FIG. 28 when the deviation amount ⁇ H of the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 3 exceeds the reference deviation amount K ⁇ H, the control device 9 uses the input voltage of the water pump 72. Is cyclically changed. That is, when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution, the control device 9 periodically changes the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4.
  • the liquid level height of the heat medium in the first heat exchanger 3 fluctuates periodically.
  • the water pump 72 periodically raises the liquid level of the liquid phase heat medium to the height of the second heat exchanger 4.
  • the heat in the first heat exchanger 3 is caused by the resonance of the liquid level height, as shown by the broken line Hn in FIG.
  • the liquid level of the medium rises to the required height. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a state in which the liquid-phase heat medium is biased in the first heat exchanger 3 and the liquid-phase heat medium does not exist (that is, dryout). As a result, the generation of the temperature distribution of the battery 2 can be suppressed.
  • the input voltage of the water pump 72 is periodically changed. According to this, power saving can be achieved as compared with the case where a constant voltage is output to the water pump 72 (see the broken line Ex in FIG. 29).
  • control device 9 periodically changes the input voltage of the water pump 72 in a sinusoidal manner in step S205 in the operation control of the water pump 72.
  • the input voltage of the water pump 72 in step S205 is not limited to this embodiment.
  • control device 9 may periodically change the input voltage of the water pump 72 in a rectangular wave shape in step S205 in the operation control of the water pump 72. That is, the control device 9 may output a periodically changing rectangular wave voltage to the water pump 72.
  • the control device 9 vibrates the input voltage of the water pump 72 to the plus side and the minus side with reference to the voltage value 0 in step S205 in the operation control of the water pump 72. It may be changed periodically in a sinusoidal shape. That is, the control device 9 may output a sinusoidal voltage that vibrates to the plus side and the minus side with reference to the voltage value 0 with respect to the water pump 72.
  • the control device 9 vibrates the input voltage of the water pump 72 to the plus side and the minus side with reference to the voltage value 0 in step S205 in the operation control of the water pump 72. It may be changed periodically in a rectangular wave shape. That is, the control device 9 may output a rectangular wavy voltage that oscillates to the plus side and the minus side with reference to the voltage value 0 to the water pump 72.
  • any of the first to third embodiments of the present embodiment power saving is achieved as compared with the case where a constant voltage is output to the water pump 72 (see the broken line Ex in FIGS. 32 to 34). Can be planned.
  • the temperature control device 1 of the present embodiment includes a plurality of first heat exchangers 3.
  • the configuration of each first heat exchanger 3 is the same as that of the first heat exchanger 3 of the tenth embodiment.
  • the plurality of first heat exchangers 3 are arranged in parallel in the front-rear direction of the vehicle.
  • Each of the first heat exchangers 3 is arranged so that the stacking direction of the tubes 31 is parallel to the vehicle width direction.
  • the temperature control device 1 has four first heat exchangers 3a to 3d arranged in parallel in the front-rear direction of the vehicle. That is, in the temperature adjusting device 1 of this example, as the four first heat exchangers 3, the rear side first heat exchanger 3a, the inner rear side first heat exchanger 3b, and the inner front side first in order from the rear side of the vehicle. It has one heat exchanger 3c and a front first heat exchanger 3d.
  • Each of the four first heat exchangers 3a to 3d is in thermal contact with the plurality of battery cells 20 of the battery 2.
  • a plurality of battery cells 20 that are in thermal contact with one first heat exchanger 3 are referred to as a "cell group”.
  • the temperature control device 1 of this example has four cell groups 20a to 20d. That is, the temperature adjusting device 1 of this example has four cell groups 20a to 20d, in order from the rear side of the vehicle, the first cell group 20a, the second cell group 20b, the third cell group 20c, and the fourth cell group 20d. have.
  • a left liquid level sensor 953 for detecting the height of the liquid level of the heat medium in the first heat exchanger 3 and a right side liquid level sensor 953 A liquid level sensor 954 is provided.
  • the left liquid level sensor 953 detects the height of the liquid level of the heat medium at the left end portion of the first heat exchanger 3 in the vehicle width direction.
  • the right side liquid level sensor 954 detects the height of the liquid level of the heat medium at the right end of the first heat exchanger 3 in the vehicle width direction.
  • the left liquid level sensor 953 and the right liquid level sensor 954 correspond to an example of the liquid level detection unit.
  • step S204 in the flowchart of FIG. 28 shown in the tenth embodiment is changed to step S204A.
  • step S204A of the liquid level height detected by the left liquid level sensor 953 and the liquid level height detected by the right side liquid level sensor 954, the lower liquid level height (hereinafter, low liquid level height Hl). It is determined whether or not is below the predetermined reference low liquid level height KHl.
  • step S204A If it is determined in step S204A that the low liquid level height Hl is lower than the reference low liquid level height KHl, it is estimated that the vehicle 100 is tilted in the width direction and the battery 2 has a temperature distribution. Then, the process proceeds to step S205. Therefore, the control device 9 when executing step S204A functions as the temperature distribution estimation unit 9A.
  • step S204A if it is determined in step S204A that the low liquid level height Hl is not lower than the reference low liquid level height KHl, it is estimated that the battery 2 does not have a temperature distribution, and the process returns to step S201.
  • the control device 9 when the low liquid level Hl is lower than the reference low liquid level KHl, the control device 9 periodically changes the input voltage of the water pump 72. Therefore, in the control program according to FIG. 38, the operation of the water pump 72 can be controlled so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 changes periodically.
  • control device 9 periodically changes the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the tenth embodiment. That is, it is possible to suppress the occurrence of dryout in the first heat exchanger 3 and suppress the occurrence of the temperature distribution of the battery 2.
  • the liquid level of the heat medium in each of the plurality of first heat exchangers 3 arranged in the front-rear direction of the vehicle is reached.
  • Liquid level sensors 955a to 955d for detecting the height are provided.
  • each of the rear side first heat exchanger 3a, the inner rear side first heat exchanger 3b, the inner front side first heat exchanger 3c, and the front side first heat exchanger 3d has the first heat.
  • Liquid level sensors 955a to 955d for detecting the liquid level height of the heat medium in the exchangers 3a to 3d are provided.
  • the temperature adjusting device 1 of this example has four liquid level sensors 955a to 955d arranged in the front-rear direction of the vehicle. That is, in the temperature adjusting device 1 of this example, as four liquid level sensors, the first liquid level sensor 955a, the second liquid level sensor 955b, the third liquid level sensor 955c, and the fourth liquid level are in order from the rear side of the vehicle. It has a sensor 955d.
  • the first liquid level sensor 955a, the second liquid level sensor 955b, the third liquid level sensor 955c, and the fourth liquid level sensor 955d correspond to an example of the liquid level detection unit.
  • the first liquid level sensor 955a detects the liquid level height of the heat medium in the rear side first heat exchanger 3a.
  • the second liquid level sensor 955b detects the liquid level height of the heat medium in the inner rear side first heat exchanger 3b.
  • the third liquid level sensor 955c detects the liquid level height of the heat medium in the inner front side first heat exchanger 3c.
  • the fourth liquid level sensor 955d detects the liquid level height of the heat medium in the front side first heat exchanger 3d.
  • the liquid level height of the heat medium in each of the plurality of first heat exchangers 3a to 3d is the same.
  • the liquid level Ha of the heat medium in the rear first heat exchanger 3a is the liquid level height of the heat medium in the front first heat exchanger 3d. It will be higher than Hd.
  • the value (Ha—Hd) obtained by subtracting the liquid level height Hd of the heat medium in the front first heat exchanger 3d from the liquid level Ha of the heat medium in the rear first heat exchanger 3a is the liquid level.
  • the difference is called ⁇ Had.
  • the liquid level difference ⁇ Had when the vehicle 100 climbs a slope is larger than the liquid level difference ⁇ Had when traveling on flat ground.
  • step S204 in the flowchart of FIG. 28 shown in the tenth embodiment is changed to step S204B.
  • step S204B it is determined whether or not the liquid level difference ⁇ Had exceeds the predetermined reference liquid level difference K ⁇ Had.
  • step S204B If it is determined in step S204B that the liquid level difference ⁇ Had exceeds the reference liquid level difference K ⁇ Had, the vehicle 100 is climbing a slope and is inclined in the front-rear direction of the vehicle to generate a temperature distribution in the battery 2. Is estimated, and the process proceeds to step S205. Therefore, the control device 9 when executing step S204B functions as the temperature distribution estimation unit 9A.
  • step S204B if it is determined in step S204B that the liquid level difference ⁇ Had does not exceed the reference liquid level difference K ⁇ Had, it is estimated that the battery 2 does not have a temperature distribution, and the process returns to step S201.
  • the control device 9 when the liquid level difference ⁇ Had exceeds the reference liquid level difference K ⁇ Had, the control device 9 periodically changes the input voltage of the water pump 72. Therefore, in the control program according to FIG. 41, the operation of the water pump 72 can be controlled so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 changes periodically.
  • control device 9 periodically changes the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the tenth embodiment. That is, it is possible to suppress the occurrence of dryout in the first heat exchanger 3 and suppress the occurrence of the temperature distribution of the battery 2.
  • the temperature adjusting device 1 of the present embodiment has a plurality of battery temperature sensors 960 for detecting the temperature of the battery cell of the battery 2.
  • the detection signal of the battery temperature sensor 960 is input to the control device 9.
  • the battery temperature sensors 960 are provided.
  • the battery temperature sensors 960 are arranged one by one around the four corners of the battery cell of the battery 2.
  • step S204 in the flowchart of FIG. 28 shown in the tenth embodiment is changed to step S204C.
  • step S204C it is determined whether or not the temperature distribution of the battery 2 is generated. Specifically, among the plurality of battery temperature sensors 960, the difference between the temperature of the battery 2 detected by some of the battery temperature sensors 960 and the temperature of the battery 2 detected by the other battery temperature sensors 960 is determined. It is determined whether or not the temperature difference is equal to or greater than a predetermined reference temperature difference.
  • step S204C If the difference between the temperature of the battery 2 detected by some battery temperature sensors 960 and the temperature of the battery 2 detected by the other battery temperature sensors 960 in step S204C is greater than or equal to the reference temperature difference, the battery It is determined that the temperature distribution is generated in 2, and the process proceeds to step S205. Therefore, the control device 9 when executing step S204C functions as the temperature distribution estimation unit 9A.
  • step S204C when the difference between the temperature of the battery 2 detected by some battery temperature sensors 960 and the temperature of the battery 2 detected by the other battery temperature sensors 960 is not greater than or equal to the reference temperature difference. , It is determined that the temperature distribution does not occur in the battery 2, and the process returns to step S201.
  • the control device 9 when the battery 2 has a temperature distribution, the control device 9 periodically changes the input voltage of the water pump 72. Therefore, in the control program according to FIG. 43, the operation of the water pump 72 can be controlled so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 changes periodically.
  • control device 9 periodically changes the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the tenth embodiment. That is, it is possible to suppress the occurrence of dryout in the first heat exchanger 3 and suppress the occurrence of the temperature distribution of the battery 2.
  • the fifteenth embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
  • the liquid level sensor 981 at one end and the liquid level sensor 982 at the other end are abolished with respect to the tenth embodiment.
  • the temperature adjusting device 1 of the present embodiment estimates whether or not the temperature distribution is generated in the battery 2 from the amount of inclination of the vehicle 100.
  • the amount of inclination of the vehicle 100 (that is, the inclination angle of the vehicle) can be detected by the gyro sensor 901 (see FIG. 27). Therefore, the gyro sensor 901 corresponds to an example of an inclination amount detecting unit that detects the inclination amount of the vehicle.
  • step S204 in the flowchart of FIG. 28 shown in the tenth embodiment is changed to step S204D.
  • step S204D it is determined whether or not the inclination amount of the vehicle 100 exceeds a predetermined reference inclination amount.
  • step S204D When it is determined in step S204D that the tilt amount of the vehicle 100 exceeds the reference tilt amount, the temperature control device 1 is tilted due to the tilt of the vehicle 100, and the temperature distribution is generated in the battery 2. Is estimated, and the process proceeds to step S205. Therefore, the control device 9 when executing step S204D functions as the temperature distribution estimation unit 9A.
  • step S204D if it is determined in step S204D that the inclination amount of the vehicle 100 does not exceed the reference inclination amount, it is estimated that the temperature distribution does not occur in the battery 2, and the process returns to step S201.
  • the control device 9 when the battery 2 has a temperature distribution, the control device 9 periodically changes the input voltage of the water pump 72. Therefore, in the control program according to FIG. 44, the operation of the water pump 72 can be controlled so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 changes periodically.
  • control device 9 periodically changes the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the tenth embodiment. That is, it is possible to suppress the occurrence of dryout in the first heat exchanger 3 and suppress the occurrence of the temperature distribution of the battery 2.
  • the 16th embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 45.
  • the liquid level sensor 981 at one end and the liquid level sensor 982 at the other end are abolished with respect to the tenth embodiment.
  • the temperature adjusting device 1 of the present embodiment estimates from the calorific value of the battery 2 (that is, the load of the battery 2) whether or not the temperature distribution is generated in the battery 2.
  • the amount of heat generated by the battery 2 can be calculated based on the drive torque of the electric motor for traveling detected by the torque sensor 902 (see FIG. 27). Therefore, the torque sensor 902 of the present embodiment corresponds to an example of a calorific value detection unit that detects the calorific value of the battery 2.
  • step S204 in the flowchart of FIG. 28 shown in the tenth embodiment is changed to step S204E.
  • step S204E it is determined whether or not the heat generation amount of the battery 2 calculated based on the output of the torque sensor 902 exceeds a predetermined reference heat generation amount.
  • step S204E If it is determined in step S204E that the calorific value of the battery 2 exceeds the reference calorific value, it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution, and the process proceeds to step S205. Therefore, the control device 9 when executing step S204E functions as the temperature distribution estimation unit 9A.
  • step S204E if it is determined in step S204E that the calorific value of the battery 2 does not exceed the reference calorific value, it is estimated that the temperature distribution does not occur in the battery 2 and the process returns to step S201.
  • the control device 9 when the battery 2 has a temperature distribution, the control device 9 periodically changes the input voltage of the water pump 72. Therefore, in the control program according to FIG. 45, the operation of the water pump 72 can be controlled so that the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 changes periodically.
  • control device 9 periodically changes the amount of heat exchange between the heat medium and the cooling water in the second heat exchanger 4 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the tenth embodiment. That is, it is possible to suppress the occurrence of dryout in the first heat exchanger 3 and suppress the occurrence of the temperature distribution of the battery 2.
  • the second heat exchanger 4 is a heat exchanger that exchanges heat between the heat medium and the cooling water, but the second heat exchanger 4 exchanges the heat medium with various external fluids. It may be a heat exchanger that exchanges heat.
  • the second heat exchanger 4 may be a heat exchanger that exchanges heat between air and a heat medium.
  • the control device 9 cycles the input voltage of the outdoor blower 41, which is a fan that supplies air to the second heat exchanger 4. May be varied.
  • the second heat exchanger 4 may be a refrigerant heat exchanger that exchanges heat between the heat medium circulating in the temperature regulator 1 and the refrigerant in the refrigeration cycle 80.
  • the temperature adjusting device 1 may include a heat radiating fan 82a that supplies air to the heat radiating device 82 of the refrigerating cycle 80.
  • control device 9 may periodically change the input voltage of the compressor 81 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Further, the control device 9 may periodically change the input voltage of the heat radiating fan 82a when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution.
  • the second heat exchanger 4 may be a heat exchanger that exchanges heat between the Peltier element 45 and the heat medium.
  • the Peltier element 45 is in thermal contact with the second heat exchanger 4.
  • the Peltier element 45 may be joined to the heat exchange portion (that is, the core portion) of the second heat exchanger 4.
  • the temperature adjusting device 1 may include an element heat radiating fan 45a that supplies air to the Peltier element 45.
  • control device 9 may periodically change the input voltage of the Peltier element 45 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution. Further, the control device 9 may periodically change the input voltage of the element heat dissipation fan 45a when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution.
  • the air corresponds to an example of an external medium
  • the outdoor blower 41 corresponds to an example of the heat exchange amount adjusting unit.
  • the refrigerant corresponds to an example of an external medium
  • the compressor 81 and the heat radiating fan 82a correspond to an example of a heat exchange amount adjusting unit.
  • the Peltier element 45 corresponds to an example of an external medium
  • the Peltier element 45 and the element heat dissipation fan 45a correspond to an example of a heat exchange amount adjusting unit.
  • the pump 5 for circulating the heat medium in the heat medium passage 6 is abolished, but the pump 5 may be provided.
  • the pump 5, the bypass passage 7, and the on-off valve 71 may be provided in the heat medium passage 6.
  • a pump (for example, a vortex pump) 5 having a pump chamber 51 may be provided in the heat medium passage 6.
  • the pump chamber 51 functions as a passage through which the heat medium flows when the pump 5 is not operating.
  • control device 9 may periodically change the input voltage of the pump 5 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution.
  • the pump 5 corresponds to an example of the heat exchange amount adjusting unit.
  • the configuration in which the operation of the pump 5 is controlled to adjust the heat exchange amount of the second heat exchanger 4 corresponds to an example of the adjustment control unit 9B.
  • the water pump 72 and the pump 5 may be adopted as a plurality of heat exchange amount adjusting units. That is, the control device 9 may periodically change both the input voltage of the water pump 72 and the input voltage of the pump 5 when it is estimated that the battery 2 has a temperature distribution.
  • the pump 5 is configured to be able to switch between the first heat medium flow and the second heat medium flow at the same time as or earlier than the swing cycle of the liquid phase heat medium generated by the operation of the water pump 72. May be good.
  • the liquid level of the heat medium in the first heat exchanger 3 can be changed at an early cycle, and the liquid level of the heat medium in the first heat exchanger 3 can be raised to the required height at an early stage. .. Therefore, the occurrence of dryout in the first heat exchanger 3 can be suppressed more reliably. As a result, the occurrence of the temperature distribution of the battery 2 can be suppressed more reliably.
  • the operation of both the outdoor blower 41 and the pump 5 is controlled so that the first temperature difference ⁇ T1 in the first heat exchanger 3 is within the range of the target temperature difference.
  • the present invention is not limited to this aspect.
  • the operation of either the outdoor blower 41 or the pump 5 may be controlled so that the first temperature difference ⁇ T1 in the first heat exchanger 3 is within the range of the target temperature difference.
  • the operation of both the pump 5 and the heater 8 is controlled so that the second temperature difference ⁇ T2 in the second heat exchanger 4 is within the range of the target temperature difference.
  • the present invention is not limited to this aspect.
  • the operation of either the pump 5 or the heater 8 may be controlled so that the second temperature difference ⁇ T2 in the second heat exchanger 4 is within the range of the target temperature difference.
  • the operation of both the outdoor blower 41 and the pump 5 is controlled so that the first liquid level height H1 in the first heat exchanger 3 becomes the target liquid level height.
  • the present invention is not limited to this aspect.
  • the operation of either the outdoor blower 41 or the pump 5 may be controlled so that the first liquid level height H1 in the first heat exchanger 3 becomes the target liquid level height.
  • the operation of both the pump 5 and the heater 8 is controlled so that the second liquid level height H2 in the second heat exchanger 4 becomes the target liquid level height.
  • the present invention is not limited to this aspect.
  • the operation of either the pump 5 or the heater 8 may be controlled so that the second liquid level height H2 in the second heat exchanger 4 becomes the target liquid level height.
  • the temperature adjusting device 1 of the 14th embodiment four battery temperature sensors 960 are provided, but this mode is not limited. For example, two or three battery temperature sensors 960 may be provided, or five or more battery temperature sensors 960 may be provided.
  • the calorific value of the battery 2 is calculated based on the driving torque of the electric motor for traveling detected by the torque sensor 902, but the present invention is not limited to this mode.
  • the amount of heat generated by the battery 2 may be calculated based on the amount of depression of the accelerator pedal of the vehicle 100 or the output of the electric motor for traveling.
  • the temperature adjusting device is arranged on the upper side in the gravity direction of the first heat exchanger for exchanging heat between the temperature adjusting object and the heat medium and the first heat exchanger.
  • the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected in a loop, and between the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • a heat medium passage for circulating the heat medium and a heat exchange amount adjusting unit for adjusting the amount of heat exchange between the heat medium and the external medium in the second heat exchanger are provided.
  • the temperature adjusting device is arranged on the upper side in the gravity direction of the first heat exchanger for exchanging heat between the temperature adjusting object and the heat medium and the first heat exchanger.
  • the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected in a loop, and between the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • It is arranged on the lower side in the direction of gravity of the heat exchanger, and is provided with a communication passage for communicating the heat medium passage on the upstream side of the pump and the heat medium passage on the downstream side of the pump when the pump is not operating.
  • the heat medium can be forcibly circulated in the heat medium passage by operating the pump. Therefore, when heating the temperature-adjusted object, the temperature of the temperature-adjusted object can be raised at an early stage. Further, by stopping the pump and circulating the heat medium in the communication passage, the heat medium can be circulated in the heat medium passage by the thermosiphon phenomenon. As a result, the temperature-adjusted object can be cooled. Further, when switching between cooling and heating of the temperature-adjusted object, it is not necessary to switch the refrigerant flow path by a switching means such as a four-way valve, so that the cycle configuration is not complicated. Therefore, it is possible to achieve both cooling and heating of the temperature-controlled object with a simple configuration.
  • the temperature adjusting device is arranged on the upper side in the gravity direction of the first heat exchanger for exchanging heat between the temperature adjusting object and the heat medium and the first heat exchanger.
  • the first heat exchanger and the second heat exchanger are connected in a loop, and between the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the heat medium passage that circulates the heat medium, the temperature distribution estimation unit that estimates whether or not a temperature distribution is generated in the temperature-adjusted object, and the amount of heat exchange between the heat medium and the external medium in the second heat exchanger. It includes a heat exchange amount adjusting unit to be adjusted, and an adjustment control unit that controls the operation of the heat exchange amount adjusting unit when it is estimated by the temperature distribution estimation unit that a temperature distribution is generated in the temperature adjustment object.
  • the liquid phase heat medium can be used in the first heat exchanger. It is possible to suppress the occurrence of a state in which the liquid phase heat medium does not exist due to bias (that is, dryout). As a result, the occurrence of the temperature distribution of the temperature-adjusted object can be suppressed.

Abstract

温度調整装置は、第1熱交換器(3)と、第2熱交換器(4)と、熱媒体通路(6)と、熱交換量調整部(5、7、41、45、45a、51、72、81、82a)と、を備える。第1熱交換器(3)は、温度調整対象物(2)と熱媒体との熱交換を行う。第2熱交換器(4)は、第1熱交換器(3)の重力方向上方側に配置されるとともに、熱媒体と外部媒体との熱交換を行う。熱媒体通路(6)は、第1熱交換器(3)および第2熱交換器(4)をループ状に連結して第1熱交換器(3)と第2熱交換器(4)との間で熱媒体を循環させる。熱交換量調整部(5、7、41、45、45a、51、72、81、82a)は、第2熱交換器(4)における熱媒体と外部媒体との熱交換量を調整する。

Description

温度調整装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2019年8月8日に出願された日本特許出願2019-146712号、および2020年8月6日に出願された日本特許出願2020-133656号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、温度調整対象物の温度を調整する温度調整装置に関する。
 従来、特許文献1には、電池の温度を調整する温度調整装置として、空調用冷凍サイクルを用いた装置が開示されている。特許文献1の温度調整装置では、四方弁の切り替えによって、電池の温度を調整するための電池用冷媒流路を冷凍サイクルから分離することができる。これにより、電池用冷媒流路においては、サーモサイフォン現象による電池の冷却および暖機を行うことができる。また、電池用冷媒流路に冷媒を循環させる冷媒ポンプを設けることで、必要に応じて冷媒ポンプを作動させることにより、電池冷却能力を確保することができる。
特開2014-223891号公報
 上記特許文献1の温度調整装置では、電池の暖機時、サーモサイフォンにより電池用冷媒回路に冷媒が循環する。すなわち、凝縮器内の液相冷媒と蒸発器内の液相冷媒とのヘッド差によって冷媒が自然循環することより、電池の暖機が行われる。このため、電池の早期暖機が困難となり、電池の暖機を充分に行うことができない可能性がある。
 また、上記特許文献1の温度調整装置は、四方弁により冷凍サイクルから電池用冷媒流路を分離可能な構成であるため、サイクル構成の複雑化を招きやすい。
 本開示は上記点に鑑みて、簡素な構成で温度調整対象物の冷却および加熱を両立可能な温度調整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、本開示の一態様に係る温度調整装置は、温度調整対象物と熱媒体との熱交換を行う第1熱交換器と、第1熱交換器の重力方向上方側に配置されるとともに、熱媒体と外部媒体との熱交換を行う第2熱交換器と、第1熱交換器および第2熱交換器をループ状に連結して第1熱交換器と第2熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体通路と、第2熱交換器における熱媒体と外部媒体との熱交換量を調整する熱交換量調整部と、を備える。
 これによれば、簡素な構成で温度調整対象物の冷却および加熱を両立できる。
第1実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第1実施形態における電気制御部を示すブロック図である。 第1実施形態に係る温度調整装置の冷却モードにおける熱媒体流れを説明する説明図である。 第1実施形態に係る温度調整装置の暖機モードにおける熱媒体流れを説明する説明図である。 第2実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第3実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第3実施形態におけるポンプを示す断面図である。 図7のVIII-VIII断面図である。 第4実施形態の第1実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第4実施形態の第2実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第5実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第6実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第6実施形態に係る温度調整装置のサーモ冷却モードにおける熱媒体流れを説明する説明図である。 第6実施形態に係る温度調整装置における冷却モード時のバッテリ温度の変化を示すタイムチャートである。 第6実施形態に係る温度調整装置の強制冷却モードにおける熱媒体流れを説明する説明図である。 第6実施形態に係る温度調整装置における暖機モード時のバッテリ温度の変化を示すタイムチャートである。 第6実施形態に係る温度調整装置の暖機モードにおける熱媒体流れを説明する説明図である。 第7実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第7実施形態における電気制御部を示すブロック図である。 第7実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第8実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第8実施形態における電気制御部を示すブロック図である。 第8実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第9実施形態の第1実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第9実施形態の第2実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第10実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第10実施形態における電気制御部を示すブロック図である。 第10実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第10実施形態における水ポンプの入力電圧の時間変化を示す図である。 比較例に係る温度調整装置が傾斜した状態を示す全体構成図である。 第10実施形態に係る温度調整装置が傾斜した状態を示す全体構成図である。 第11実施形態の第1実施例における水ポンプの入力電圧の時間変化を示す図である。 第11実施形態の第2実施例における水ポンプの入力電圧の時間変化を示す図である。 第11実施形態の第3実施例における水ポンプの入力電圧の時間変化を示す図である。 第12実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第12実施形態に係る温度調整装置の車両搭載状態を示す全体構成図である。 図36のXXXVII矢視図である。 第12実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第13実施形態に係る温度調整装置の車両搭載状態を示す全体構成図である。 平地走行時および登坂時におけるバッテリ全体および各セル群の出力を示す説明図である。 第13実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第14実施形態に係る温度調整装置を示す全体構成図である。 第14実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第15実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第16実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第17実施形態の第1実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第17実施形態の第2実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第17実施形態の第3実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第18実施形態の第1実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。 第18実施形態の第2実施例における温度調整装置を示す全体構成図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 (第1実施形態)
 本開示の第1実施形態について図1~図4に基づいて説明する。本実施形態の温度調整装置1は、図1に示すように、電動モータから走行用の駆動力を得る電気自動車(以下、車両とも言う)に搭載されている。温度調整装置1は、車両において、電動モータ等へ電力を供給するバッテリ2の冷却および暖機を行う温度調整装置に用いられている。したがって、バッテリ2は、温度調整装置1の温度調整対象物である。
 以下の各図における上下を示す矢印は、車両が水平面に位置する際の上下前後左右の各方向を示している。
 また、本明細書において、「重力方向」とは、温度調整装置1が水平面に配置された状態における重力方向を意味している。したがって、「重力方向上方側」とは、温度調整装置1が水平面に配置された状態における重力方向上方側を示している。同様に、「重力方向下方側」とは、温度調整装置1が水平面に配置された状態における重力方向下方側を示している。
 より詳細には、「重力方向」とは、水平面に位置する車両に温度調整装置1が搭載された状態における重力方向を意味している。したがって、「重力方向上方側」とは、水平面に位置する車両に温度調整装置1が搭載された状態における重力方向上方側を示している。同様に、「重力方向下方側」とは、水平面に位置する車両に温度調整装置1が搭載された状態における重力方向下方側を示している。
 バッテリ2は、複数の電池セルを電気的に直列的あるいは並列的に接続することによって形成された組電池である。電池セルは、充放電可能な二次電池(本実施形態では、リチウムイオン電池)である。それぞれの電池セルは、扁平な略直方体形状に形成されている。それぞれの電池セルは、平坦面同士を隣接させた状態で、所定の方向へ積層配置されている。このため、バッテリ2全体としても、略直方体形状に形成されている。
 バッテリ2は、低温になると化学反応が進行しにくく出力が低下しやすい。また、バッテリ2は、作動時(すなわち、充放電時)に発熱を伴う。さらに、バッテリ2は、高温になると劣化が進行しやすい。このため、バッテリ2の温度は、バッテリ2の充放電容量を充分に活用することのできる適切な温度範囲内(本実施形態では、15℃以上、かつ、55℃以下)に維持されていることが望ましい。以下、バッテリ2の適切な温度範囲を、適正温度範囲とも言う。
 温度調整装置1によって温度調整される車載機器(すなわち、温度調整対象物)は、バッテリ2の他、走行用インバータ、走行用モータ、インタークーラおよびPCU(Power  Control  Unit)等あってもよい。
 温度調整装置1は、第1熱交換器3、第2熱交換器4、ポンプ5、熱媒体通路6、バイパス通路7およびヒータ8を備えている。
 第1熱交換器3は、バッテリ2と熱媒体との熱交換を行う。第1熱交換器3は、バッテリ2と熱伝導可能に構成されている。本実施形態では、バッテリ2の電池セルの側面が第1熱交換器3の側面に熱伝導可能に当接している。
 第2熱交換器4は、外部媒体である空気と熱媒体との熱交換を行う。第2熱交換器4は、第1熱交換器3の重力方向上方側に配置されている。
 第2熱交換器4には、室外送風機41によって空気が送風される。室外送風機41は、電気自動車のエンジンルームに配置されている。室外送風機41は、後述する制御装置9から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、送風能力)が制御される電動送風機である。
 室外送風機41の作動を制御することで、第2熱交換器4における熱媒体から空気への放熱量を調整することができる。換言すると、室外送風機41の作動を制御することで、第2熱交換器4における熱媒体および空気間の熱交換量を調整することができる。したがって、室外送風機41は、熱交換量調整部の一例に相当する。
 ポンプ5は、熱媒体通路6に熱媒体を循環させるために熱媒体を圧送する。ポンプ5は、制御装置9から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、圧送能力)が制御される電動ポンプである。ポンプ5は、熱交換量調整部の一例に相当する。
 ポンプ5の吸入口は、熱媒体通路6を介して第1熱交換器3に接続されている。ポンプ5の吐出口は、熱媒体通路6を介して第2熱交換器4に接続されている。したがって、ポンプ5は、熱媒体を第1熱交換器3から第2熱交換器4へ向けて圧送する。換言すると、ポンプ5は、第1熱交換器3から流出した熱媒体を第2熱交換器4に供給する。ポンプ5は、熱媒体通路6のうち、第1熱交換器3の重力方向下方側に配置されている。ポンプ5としては、容積型ポンプを採用することができる。
 熱媒体通路6は、第1熱交換器3および第2熱交換器4をループ状に連結して、第1熱交換器3と第2熱交換器4との間で熱媒体を循環させる通路である。第1熱交換器3、第2熱交換器4およびポンプ5は、熱媒体通路6に配置されている。
 熱媒体としては、蒸発および凝縮可能な流体を採用することができる。具体的には、熱媒体として、水またはアルコールを採用することができる。また、熱媒体として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルで利用されるフロン系冷媒(例えば、R134a、R1234yf等)を用いることができる。また、熱媒体としては、フロン系冷媒だけでなく、二酸化炭素等の他の冷媒や不凍液等を用いることも可能である。
 熱媒体通路6は、第1通路61、第2通路62および第3通路63を有している。第1通路61は、第1熱交換器3と第2熱交換器4とを接続する熱媒体流路である。第2通路62は、第2熱交換器4とポンプ5の吐出側とを接続する熱媒体通路である。第3通路63は、ポンプ5の吸入側と第1熱交換器3とを接続する熱媒体流路である。
 バイパス通路7は、熱媒体がポンプ5をバイパスするための熱媒体通路である。バイパス通路7は、ポンプ5を迂回させて第2通路62と第3通路63とを接続する。このため、バイパス通路7は、ポンプ5の非作動時に、ポンプ5の上流側の熱媒体通路6である第3通路63と、ポンプ5の下流側の熱媒体通路6である第2通路62とを連通させることができる。したがって、バイパス通路7は、連通路の一例に相当する。バイパス通路7は、第1熱交換器3の重力方向下方側に配置されている。バイパス通路7は、熱交換量調整部の一例に相当する。
 バイパス通路7には、バイパス通路7を開閉する開閉弁71が設けられている。開閉弁71は、制御装置9から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
 ヒータ8は、温度調整装置1内を循環する熱媒体を加熱する加熱部である。ヒータ8は、ポンプ5の重力方向上方側に配置されている。
 本実施形態では、ヒータ8は、第2熱交換器4の熱媒体通路と熱伝導可能に接触配置されている。これにより、ヒータ8は、第2熱交換器4の熱媒体通路を流通する熱媒体を加熱することができる。ヒータ8は、例えば電力を熱源とする電気ヒータである。なお、加熱部として、車両に搭載された各種機器の排熱を熱源とするヒータコアを採用してもよい。
 次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置9は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている制御部である。そして、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。制御対象機器には、ポンプ5、室外送風機41、開閉弁71およびヒータ8等が含まれている。
 また、制御装置9の入力側には、図2のブロック図に示すように、各種センサが接続されている。そして、制御装置9には、各種センサの検出信号が入力される。センサには、バッテリ温度センサ91、外気温センサ92等が含まれている。
 バッテリ温度センサ91は、バッテリ2の温度であるバッテリ温度TBを検出する対象物温度検出部である。本実施形態のバッテリ温度センサ91は、複数の温度センサを有し、バッテリ2の複数の箇所の温度を検出している。このため、制御装置9では、バッテリ2の各部の温度差を検出することもできる。さらに、バッテリ温度TBとしては、複数の温度センサの検出値の平均値を採用している。また、外気温センサ92は、車室外温度である外気温Tamを検出する外気温検出部である。
 次に、上記構成における本実施形態の温度調整装置1の作動について説明する。本実施形態の温度調整装置1は、冷却モードおよび暖機モードの二種類の運転モードを実行することができる。冷却モードは、バッテリ2の冷却を行う運転モードである。暖機モードは、バッテリ2の暖機を行う暖機モードである。以下に、各運転モードにおける温度調整装置1の詳細作動について説明する。
 (1)冷却モード
 冷却モードは、例えば、バッテリ温度TBが外気温Tamよりも高い場合に実行される。冷却モードでは、制御装置9が、ポンプ5を停止し、開閉弁71を開き、ヒータ8を停止させる。これにより、図3に示すように、温度調整装置1では、サーモサイフォン現象(換言すれば相変化)によって熱媒体が循環する。
 具体的には、第1熱交換器3において、液相熱媒体はバッテリ2からの熱を吸熱して蒸発し、気相熱媒体となる。第1熱交換器3で蒸発した気相熱媒体は、第1通路61を介して第2熱交換器4に流入する。
 第2熱交換器4では第1通路61から流入した気相熱媒体が空気に放熱して凝縮し、液相熱媒体となる。第2熱交換器4で凝縮した液相熱媒体は、第2通路62、バイパス通路7、第3通路63の順に流れて、第1熱交換器3に流入する。このとき、図3の破線に示すように、液相熱媒体の液面は第1熱交換器3の内部に生じる。
 このように、冷却モードでは、第1熱交換器3を蒸発器、第2熱交換器4を凝縮器として機能させ、サーモサイフォン現象によって温度調整装置1内に熱媒体を循環させる。これにより、第1熱交換器3においてバッテリ2を冷却することができる。したがって、冷却モードでは、動力を利用することなく温度調整装置1内に熱媒体を循環させることができるので、省動力化を図ることができるとともに、駐車放置時にもバッテリ2を冷却できる。
 (2)暖機モード
 暖機モードは、例えば、外気温Tamが0℃よりも低い場合に実行される。暖機モードでは、制御装置9が、ポンプ5を作動させ、開閉弁71を閉じ、ヒータ8を作動させる。これにより、図4に示すように、温度調整装置1では、ポンプ5による圧送およびサーモサイフォン現象により熱媒体が循環する。
 具体的には、第1熱交換器3において、熱媒体がバッテリ2に放熱して凝縮し、液相熱媒体となる。液相熱媒体は、第3通路63を介してポンプ5に吸入される。そして、液相熱媒体は、ポンプ5から吐出されて、第2通路62を介して、第2熱交換器4に流入する。このとき、図4の破線に示すように、液相熱媒体の液面は、第2熱交換器4の内部にまで上昇する。
 第2熱交換器4において、液相熱媒体はヒータ8からの熱を吸熱して蒸発し、気相熱媒体となる。第2熱交換器4で蒸発した気相熱媒体は、第1通路61を介して第1熱交換器3に流入する。
 このように、暖機モードでは、ポンプ5を作動させて、第2熱交換器4内に液相熱媒体の液面を上昇させる。これにより、第2熱交換器4を蒸発器、第1熱交換器3を凝縮器として機能させ、サーモサイフォン現象により温度調整装置1内に熱媒体を循環させる。その結果、第1熱交換器3においてバッテリ2を暖機(すなわち加熱)することができる。
 以上説明したように、本実施形態の温度調整装置1は、熱媒体通路6に熱媒体を循環させるためのポンプ5を備えている。これにより、バッテリ2の加熱を行う際には、ポンプ5を作動させて、熱媒体通路6に熱媒体を強制的に循環させることができる。このため、バッテリ2を早期に昇温することができる。
 また、本実施形態の温度調整装置1は、ポンプ5を迂回させるバイパス通路7を備えている。これにより、バッテリ2の冷却を行う際には、ポンプ5を停止させて、バイパス通路7に熱媒体を流通させることで、サーモサイフォン現象によって熱媒体通路6に熱媒体を循環させることができる。
 このように、本実施形態の温度調整装置1では、ポンプ5の作動または停止を行うことにより、バッテリ2の冷却と加熱を切り替えることができる。すなわち、バッテリ2の冷却と加熱を切り替える際に、四方弁等により熱媒体回路を切り替える必要がない。このため、サイクル構成の複雑化を招くことなく簡素な構成でバッテリ2の冷却および加熱を両立させることが可能となる。
 ところで、上述した特許文献1の温度調整装置では、電池の暖機時における熱源がPCUの廃熱のみであるため、暖機に用いることができる熱量が小さく、暖機性能が不足する可能性がある。
 これに対し、本実施形態の温度調整装置1は、熱媒体を加熱するヒータ8を備えている。このため、暖機時にヒータ8により熱媒体を加熱することで、暖機に用いることができる熱量が増加し、暖機性能を向上させることができる。
 (第2実施形態)
 次に、本開示の第2実施形態について図5に基づいて説明する。本実施形態では、第1実施形態に対して、ヒータ8の配置を変更した例を説明する。
 図5に示すように、本実施形態の温度調整装置1では、ヒータ8は、第2通路62と熱伝導可能に接触配置されている。これにより、ヒータ8は、第2通路62を流通する熱媒体を加熱することができる。
 その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。本実施形態の温度調整装置1は、第1実施形態で説明した温度調整装置1と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
 (第3実施形態)
 次に、本開示の第3実施形態について図6~図8に基づいて説明する。本実施形態は、第2実施形態に対して、ポンプ5の構成を変更した例を説明する。図7中の実線矢印は、熱媒体の流れを示している。
 図6に示すように、本実施形態の温度調整装置1では、バイパス通路7および開閉弁71を廃止している。
 図7および図8に示すように、本実施形態の温度調整装置1では、ポンプ5として非容積型のポンプ5を採用している。具体的には、本実施形態のポンプ5は、ポンプ5の上部に図示しないモータが設置された縦型のポンプである。
 ポンプ5は、例えば渦流ポンプである。ポンプ5は、内部にポンプ室51を形成するケーシング52、ポンプ室51内に配置された羽根車53、および羽根車53に固定された回転軸54を有している。回転軸54は、モータに接続されている。
 ポンプ室51は、ポンプ5の非作動時に熱媒体が流通する通路として機能する。したがって、ポンプ室51はポンプ内通路の一例に相当する。
 このため、ポンプ室51は、ポンプ5の非作動時に、ポンプ5の上流側の熱媒体通路6である第3通路63と、ポンプ5の下流側の熱媒体通路6である第2通路62とを連通させることができる。したがって、ポンプ室51は、連通路の一例に相当する。なお、ポンプ室51は、第1熱交換器3の重力方向下方側に配置されている。ポンプ室51は、熱交換量調整部の一例に相当する。
 図7に示すように、ケーシング52には、第1給排ポート55および第2給排ポート56が設けられている。第1給排ポート55および第2給排ポート56は、それぞれ、ポンプ室51と連通している。第1給排ポート55は、第3通路63を介して第1熱交換器3に接続されている。第2給排ポート56は、第2通路62を介して第2熱交換器4に接続されている。
 本実施形態のポンプ5は、モータで正転駆動または逆転駆動されることにより両方向に吐出可能な双方向ポンプである。つまり、モータの回転方向に応じて、第1給排ポート55および第2給排ポート56のいずれか一方から熱媒体が吐出され、いずれか他方から吸入される。
 換言すると、ポンプ5は、熱媒体を第1熱交換器3、ポンプ5、第2熱交換器4の順に循環させる第1熱媒体流れと、熱媒体を第2熱交換器4、ポンプ5、第1熱交換器3の順に循環させる第2熱媒体流れとを切り替え可能に構成されている。以下、ポンプ5において、第1熱媒体流れを暖機流れといい、第2熱媒体流れを冷却流れともいう。
 すなわち、暖機流れは、第1熱交換器3から流出した熱媒体を、ポンプ5を介して第2熱交換器4に供給する熱媒体流れである。冷却流れは、第2熱交換器4から流出した熱媒体を、ポンプ5を介して第1熱交換器3に供給する熱媒体流れである。
 本実施形態の温度調整装置1では、制御装置9は、暖機モード時、すなわちポンプ5を暖機流れとなるように作動させた際に、ヒータ8を作動させる。このとき、第2熱交換器4の温度は、第1熱交換器3およびバッテリ2の少なくとも一方の温度よりも高温となる。換言すると、ポンプ5により熱媒体流れが暖機流れに切り替えられているとき、第2熱交換器4の温度は、第1熱交換器3およびバッテリ2の少なくとも一方の温度よりも高温になる。
 本実施形態の温度調整装置1では、制御装置9は、冷却モードにおいて、サーモサイフォン現象による熱媒体の循環のみでは冷却能力が不足した際に、ポンプ5を冷却流れとなるように作動させる強制冷却モードを実行する。強制冷却モードでは、制御装置9は、ヒータ8を停止するとともに、室外送風機41を作動させて第2熱交換器4に外気を供給する。このとき、第2熱交換器4の温度は、第1熱交換器3およびバッテリ2の少なくとも一方の温度よりも低温となる。換言すると、ポンプ5により熱媒体流れが冷却流れに切り替えられているとき、第2熱交換器4の温度は、第1熱交換器3およびバッテリ2の少なくとも一方の温度よりも低温になる。
 以上説明したように、本実施形態の温度調整装置1では、制御装置9は、冷却モードにおいて、サーモサイフォン現象による熱媒体の循環のみでは冷却能力が不足した際に、強制冷却モードを実行する。これにより、冷却モードにおいて、サーモサイフォンの駆動力となる第1熱交換器3および第2熱交換器4間の液相熱媒体の水位差(すなわち水頭差)が小さい場合でも、ポンプ5により熱媒体を強制的に循環させることができる。このため、第1熱交換器3および第2熱交換器4間の水位差を確保するために温度調整装置1全体の体格を大きくする必要がない。その結果、温度調整装置1の搭載性を向上できる。
 また、本実施形態の温度調整装置1では、ポンプ5として、非容積型のポンプを採用している。これによれば、ポンプ内通路51により、ポンプ5の非作動時にポンプ5の上流側の第3通路63とポンプ5の下流側の第2通路62とを連通させることができる。その結果、バイパス通路7および開閉弁71を廃止することができるので、温度調整装置1の搭載性をより向上できる。
 (第4実施形態)
 上記第3実施形態では、第2熱交換器4は第1熱交換器3の重力方向上方側に配置されているが、第1熱交換器3および第2熱交換器4の配置はこれに限定されない。すなわち、本実施形態の温度調整装置1では、第2熱交換器4は、第1熱交換器3に対して重力方向における任意の位置に配置されている。
 図9に示す第1実施例のように、第1熱交換器3および第2熱交換器4は、重力方向において同じレベルに配置されていてもよい。すなわち、第1熱交換器3および第2熱交換器4は、同一の水平平面上に配置されていてもよい。
 図10に示す第2実施例のように、第2熱交換器4は、第1熱交換器3の重力方向下方側に配置されていてもよい。
 本実施形態によれば、第1熱交換器3および第2熱交換器4の重力方向における配置の制約がなくなるので、温度調整装置1の搭載性を向上できる。
 (第5実施形態)
 次に、本開示の第5実施形態について図11に基づいて説明する。図11に示すように、本実施形態の温度調整装置1は、液相の熱媒体を貯留する貯留部であるリザーブタンク85を有している。
 リザーブタンク85は、熱媒体通路6における第2熱交換器4とポンプ5との間に設けられている。すなわち、リザーブタンク85は、第2通路62に設けられている。本実施形態では、リザーブタンク85は、第2通路62におけるヒータ8の重力方向上方側に配置されている。
 以上説明したように、本実施形態の温度調整装置1では、リザーブタンク85において、液相熱媒体を貯めることができる。このため、冷却モードにおいて、第1熱交換器3に対して確実に液相熱媒体を流入させることができる。したがって、冷却モードにおいて、安定的に冷却性能を確保することができる。
 (第6実施形態)
 次に、本開示の第6実施形態について図12~図17に基づいて説明する。本実施形態は、第3実施形態に対して、バッテリ2の温度調整制御の内容を変更した例を説明する。なお、図13および図15における実線矢印は、熱媒体の流れを示している。
 本実施形態に係る温度調整装置1おけるバッテリ2の温度調整制御の内容について、図12を参照しつつ説明する。図12に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 ステップS1においては、外気温センサ92によって検出された外気温Tamが予め定めた基準暖機温度KTw(本実施形態では、0℃)を上回っているか否かが判定される。
 ステップS1にて、外気温Tamが基準暖機温度KTwを上回っていると判定された場合は、制御装置9はバッテリ2の暖機が必要でないと判断し、ステップS2へ進む。ステップS2では、バッテリ温度センサ91によって検出されたバッテリ温度TBが予め定めた最高適切温度KThを上回っているか否かが判定される。最高適切温度KThとは、バッテリ2の適切温度範囲のうち最も高い温度である。
 ステップS2にて、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていないと判定された場合は、制御装置9は、バッテリ温度TBが最適温度範囲内であると判断し、そのまま、図12に係る制御プログラムを終了する。
 一方、ステップS2にて、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていると判定された場合は、ステップS3に進む。ステップS3では、ポンプ5を冷却流れとなるように作動させるとともに、室外送風機41を作動させる。
 続くステップS4では、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っているか否かが判定される。ステップS4にて、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていると判定された場合は、バッテリ2の冷却を促進する必要があると判断し、ステップS5に進む。ステップS5では、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、室外送風機41の回転数を増加させる。
 一方、ステップS4にてバッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていないと判定された場合は、ステップS6に進み、ポンプ5を停止させるとともに、室外送風機41を停止させる。
 また、ステップS1にて、外気温Tamが基準暖機温度KTwを上回っていないと判定された場合は、バッテリ2の暖機が必要である可能性が高いと判断し、ステップS7へ進む。ステップS7では、バッテリ温度センサ91によって検出されたバッテリ温度TBが予め定めた最低適切温度KTcを下回っているか否かが判定される。最低適切温度KTcとは、バッテリ2の適切温度範囲のうち最も低い温度である。
 ステップS7にて、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていないと判定された場合は、制御装置9は、バッテリ温度TBが最適温度範囲内であると判断し、そのまま、図12に係る制御プログラムを終了する。
 一方、ステップS7にて、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていると判定された場合は、ステップS8に進む。ステップS8では、ポンプ5を暖機流れとなるように作動させるとともに、ヒータ8を作動させる。
 続くステップS9では、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っているか否かが判定される。ステップS9にて、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていると判定された場合は、バッテリ2の暖機を促進する必要があると判断し、ステップS10に進む。ステップS10では、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、ヒータ8における熱媒体の加熱量を増加させる。
 一方、ステップS9にてバッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていないと判定された場合は、ステップS11に進み、ポンプ5を停止させるとともに、ヒータ8を停止させる。
 図12に係る制御プログラムでは、バッテリ2の暖機が必要でないと判定され、かつ、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていないと判定された場合は、制御装置9はサーモ冷却モードを実行する。具体的には、制御装置9は、ポンプ5および室外送風機41の双方を停止させたままとする。
 これにより、図13に示すように、サーモサイフォン現象によって温度調整装置1内に熱媒体が循環する。その結果、動力を利用することなく温度調整装置1内に熱媒体を循環させることができるので、省動力化を図ることができるとともに、駐車放置時にもバッテリ2を冷却できる。
 また、図12に係る制御プログラムでは、バッテリ2の暖機が必要でないと判定され、かつ、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていると判定された場合は、強制冷却モードを実行する。具体的には、制御装置9は、図14に示すように、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回ったときに、ポンプ5を冷却流れとなるように作動させるとともに、室外送風機41を作動させる。
 これにより、図15に示すように、ポンプ5によって熱媒体を、ポンプ5、第1熱交換器3、第2熱交換器4、ポンプ5の順に循環させることができる。さらには、室外送風機41によって第2熱交換器4へ強制的に送風をして、第2熱交換器4にて熱媒体が空気へ放熱する放熱量を増加させることができる。その結果、サーモ冷却モードと比較して、第1熱交換器3に流入する熱媒体の温度を低下させることができるので、バッテリ2の冷却性を向上できる。なお、サーモ冷却モードおよび強制冷却モードは、冷却モードの一例に相当する。
 さらに、図12に係る制御プログラムでは、強制冷却モード実行時において、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っている場合には、制御装置9は、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、室外送風機41の回転数を増加させる。
 ポンプ5の回転数を増加させることで、温度調整装置1内を循環する熱媒体の循環量が増加する。室外送風機41の回転数を増加させることで、室外送風機41による第2熱交換器4への送風空気量が増加し、第2熱交換器4にて熱媒体が空気へ放熱する放熱量が増加する。これにより、第1熱交換器3にて液相熱媒体がバッテリ2から吸熱する吸熱量を増加させることができるので、バッテリ2の冷却を促進することができる。その結果、バッテリ温度TBを早期に最適温度範囲まで低下させることができる。
 また、図12に係る制御プログラムでは、バッテリ2の暖機が必要であると判定され、かつ、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていると判定された場合は、暖機モードを実行する。具体的には、制御装置9は、図16に示すように、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回ったときに、ポンプ5を暖機流れとなるように作動させるとともに、ヒータ8を作動させる。
 これにより、図17に示すように、ポンプ5によって熱媒体を、ポンプ5、第2熱交換器4、第1熱交換器3、ポンプ5の順に循環させることができる。そして、ヒータ8によって、ポンプ5から吐出された熱媒体通路6を加熱することができる。その結果、第1熱交換器3において、高温の熱媒体によりバッテリ2を加熱することができるので、バッテリ2の暖機を行うことができる。
 さらに、図12に係る制御プログラムでは、暖機モード実行時において、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っている場合には、制御装置9は、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、ヒータ8における熱媒体の加熱量を増加させる。
 ポンプ5の回転数を増加させることで、温度調整装置1内を循環する熱媒体の循環量が増加する。ヒータ8における熱媒体の加熱量を増加させることで、熱媒体の温度が上昇する。これにより、第1熱交換器3にてバッテリ2が熱媒体から吸熱する吸熱量を増加させることができるので、バッテリ2の暖機を促進することができる。その結果、バッテリ温度TBを早期に最適温度範囲まで上昇させることができる。
 以上のように、図12に係る制御プログラムでは、バッテリ温度TBが最適温度範囲内となるように、室外送風機41、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。換言すると、図12に係る制御プログラムでは、バッテリ温度TBが予め定めた目標対象物温度となるように、室外送風機41、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。
 その結果、本実施形態の温度調整装置1によれば、バッテリ温度TBを適正温度範囲内に維持することができるので、バッテリ2の劣化を抑制できる。さらに、バッテリ2の冷却時に、バッテリ温度TBが低くバッテリ2の冷却必要性が低いときには、室外送風機41およびポンプ5を停止させることができる。また、バッテリ2の暖機時に、バッテリ温度TBが高くバッテリ2の暖機必要性が低いときには、ポンプ5およびヒータ8を停止させることができる。したがって、室外送風機41、ポンプ5およびヒータ8の消費電力を抑制できる。
 (第7実施形態)
 次に、本開示の第7実施形態について図18~図20に基づいて説明する。本実施形態は、第6実施形態に対して、バッテリ2の温度調整制御の内容を変更した例を説明する。なお、本実施形態の温度調整装置1では、バイパス通路7および開閉弁71を廃止している。
 図18および図19に示すように、本実施形態の温度調整装置1は、第1入口温度センサ94、第1出口温度センサ95、第2入口温度センサ96、第2出口温度センサ97を備えている。各温度センサ94~97の検出信号は、制御装置9に入力される。
 第1入口温度センサ94は、サーモ冷却モードおよび強制冷却モードにおいて第1熱交換器3に流入する熱媒体の温度を検出する温度検出部である。換言すると、第1入口温度センサ94は、暖機モードにおいて第1熱交換器3から流出した熱媒体の温度を検出する温度検出部である。
 第1出口温度センサ95は、サーモ冷却モードおよび強制冷却モードにおいて第1熱交換器3から流出した熱媒体の温度を検出する温度検出部である。換言すると、第1出口温度センサ95は、暖機モードにおいて第1熱交換器3に流入する熱媒体の温度を検出する温度検出部である。
 第2入口温度センサ96は、サーモ冷却モードおよび強制冷却モードにおいて第2熱交換器4に流入する熱媒体の温度を検出する温度検出部である。換言すると、第2入口温度センサ96は、暖機モードにおいて第2熱交換器4から流出した熱媒体の温度を検出する温度検出部である。
 第2出口温度センサ97は、サーモ冷却モードおよび強制冷却モードにおいて第2熱交換器4から流出した熱媒体の温度を検出する温度検出部である。換言すると、第2出口温度センサ97は、暖機モードにおいて第2熱交換器4に流入する熱媒体の温度を検出する温度検出部である。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おけるバッテリ2の温度調整制御の内容について、図20を参照しつつ説明する。図20に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 ステップS101においては、外気温センサ92によって検出された外気温Tamが予め定めた基準暖機温度KTw(本実施形態では、0℃)を上回っているか否かが判定される。
 ステップS101にて、外気温Tamが基準暖機温度KTwを上回っていると判定された場合は、バッテリ2の暖機が必要でないと判断し、ステップS102に移行する。ステップS102では、バッテリ温度センサ91によって検出されたバッテリ温度TBが予め定めた最高適切温度KThを上回っているか否かが判定される。
 ステップS102にて、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていないと判定された場合は、バッテリ温度TBが最適温度範囲内であると判断し、ステップS103に移行する。ステップS103では、ポンプ5を停止させるとともに、室外送風機41を停止させる。これにより、サーモ冷却モードが実行される。
 一方、ステップS102にて、バッテリ温度TBが最高適切温度KThを上回っていると判定された場合は、ステップS104に進む。ステップS104では、ポンプ5を冷却流れとなるように作動させるとともに、室外送風機41を作動させる。これにより、強制冷却モードが実行される。
 続くステップS105では、第1温度差ΔT1が予め定めた基準第1温度差ΔKT1を上回っているか否かが判定される。ここで、第1温度差ΔT1は、第1入口温度センサ94および第1出口温度センサ95により検出された第1熱交換器3に流入する熱媒体温度と第1熱交換器3から流出した熱媒体温度との温度差である。したがって、第1入口温度センサ94および第1出口温度センサ95は、温度差検出部の一例に相当する。
 ステップS105にて、第1温度差ΔT1が基準第1温度差ΔKT1を上回っていると判定された場合は、ステップS106に移行する。ステップS106では、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、室外送風機41の回転数を増加させ、ステップS105に戻る。
 一方、ステップS105にて第1温度差ΔT1が基準第1温度差ΔKT1を上回っていないと判定された場合は、ステップS102に戻る。
 また、ステップS101にて、外気温Tamが基準暖機温度KTwを上回っていないと判定された場合は、バッテリ2の暖機が必要である可能性が高いと判断し、ステップS107に移行する。ステップS107では、バッテリ温度センサ91によって検出されたバッテリ温度TBが予め定めた最低適切温度KTcを下回っているか否かが判定される。
 ステップS107にて、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていないと判定された場合は、バッテリ温度TBが最適温度範囲内であると判断し、ステップS108に移行する。ステップS108では、ポンプ5を停止させるとともに、ヒータ8を停止させる。
 一方、ステップS107にて、バッテリ温度TBが最低適切温度KTcを下回っていると判定された場合は、ステップS109に移行する。ステップS109では、ポンプ5を暖機流れとなるように作動させるとともに、ヒータ8を作動させる。これにより、暖機モードが実行される。
 続くステップS110では、第2温度差ΔT2が予め定めた基準第2温度差ΔKT2を上回っているか否かが判定される。ここで、第2温度差ΔT2は、第2入口温度センサ96および第2出口温度センサ97により検出された第2熱交換器4に流入する熱媒体温度と第2熱交換器4から流出した熱媒体温度との温度差である。したがって、第2入口温度センサ96および第2出口温度センサ97は、温度差検出部の一例に相当する。
 ステップS110にて、第2温度差ΔT2が基準第2温度差ΔKT2を上回っていると判定された場合は、ステップS111に進む。ステップS111では、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、ヒータ8における熱媒体の加熱量を増加させ、ステップS110に戻る。
 一方、ステップS110にて第2温度差ΔT2が基準第2温度差ΔKT2を上回っていないと判定された場合は、ステップS107に戻る。
 図20に係る制御プログラムでは、強制冷却モード実行時において、第1温度差ΔT1が基準第1温度差ΔKT1を上回っている場合には、制御装置9は、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、室外送風機41の回転数を増加させる。
 このため、図20に係る制御プログラムでは、第1温度差ΔT1が基準第1温度差ΔKT1を下回るように、室外送風機41およびポンプ5の作動を制御することができる。換言すると、図20に係る制御プログラムでは、第1温度差ΔT1が予め定めた目標温度差となるように、室外送風機41およびポンプ5の作動を制御することができる。
 また、図20に係る制御プログラムでは、暖機モード実行時において、第2温度差ΔT2が基準第2温度差ΔKT2を上回っている場合には、制御装置9は、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、ヒータ8における熱媒体の加熱量を増加させる。
 このため、図20に係る制御プログラムでは、第2温度差ΔT2が基準第2温度差ΔKT2を下回るように、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。換言すると、図12に係る制御プログラムでは、第2温度差ΔT2が予め定めた目標温度差となるように、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。
 以上のように、図20に係る制御プログラムでは、第1熱交換器3における第1温度差ΔT1および第2熱交換器4における第2温度差ΔT2それぞれが各目標温度差の範囲内となるように、室外送風機41、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。
 その結果、本実施形態の温度調整装置1によれば、第1熱交換器3および第2熱交換器4の全体を有効に熱交換に寄与させることができるようになり、熱交換能力を向上できる。このため、温度調整装置1に要求される熱負荷が急激に変動した場合でも、バッテリ温度TBを最適温度範囲内に維持することができるので、バッテリ2の劣化を抑制できる。
 (第8実施形態)
 次に、本開示の第8実施形態について図21~図23に基づいて説明する。本実施形態は、第7実施形態に対して、バッテリ2の温度調整制御の内容を変更した例を説明する。
 図21および図22に示すように、本実施形態の温度調整装置1は、第1液面センサ98および第2液面センサ99を備えている。各液面センサ98、99の検出信号は、制御装置9に入力される。
 第1液面センサ98は、第1熱交換器3における熱媒体の液面の高さである第1液面高さH1を検出する液面検出部である。第2液面センサ99は、第2熱交換器4における熱媒体の液面の高さである第2液面高さH2を検出する液面検出部である。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おけるバッテリ2の温度調整制御の内容について、図22を参照しつつ説明する。図22に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 図22のフローチャートでは、上記第7実施形態で示した図20のフローチャートにおけるステップS105、S110がステップS105A、S110Aに変更されている。
 ステップS105Aでは、第1液面センサ98により検出された第1液面高さH1が予め定めた基準第1液面高さKH1を下回っているか否かが判定される。
 ステップS105Aにて、第1液面高さH1が基準第1液面高さKH1を下回っていると判定された場合は、ステップS106に移行する。一方、ステップS105Aにて第1液面高さH1が基準第1液面高さKH1を下回っていないと判定された場合は、ステップS102に戻る。
 また、ステップS110Aでは、第2液面センサ99により検出された第2液面高さH2が予め定めた基準第2液面高さKH2を下回っているか否かが判定される。
 ステップS110Aにて、第2液面高さH2が基準第2液面高さKH2を下回っていると判定された場合は、ステップS111に移行する。一方、ステップS110Aにて第2液面高さH2が基準第2液面高さKH1を下回っていないと判定された場合は、ステップS107に戻る。
 図22に係る制御プログラムでは、強制冷却モード実行時において、第1液面高さH1が基準第1液面高さKH1を下回っている場合には、制御装置9は、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、室外送風機41の回転数を増加させる。
 このため、図22に係る制御プログラムでは、第1液面高さH1が基準第1液面高さKH1を上回るように、室外送風機41およびポンプ5の作動を制御することができる。換言すると、図22に係る制御プログラムでは、第1液面高さH1が予め定めた目標液面高さとなるように、室外送風機41およびポンプ5の作動を制御することができる。
 また、図22に係る制御プログラムでは、暖機モード実行時において、第2液面高さH2が基準第2液面高さKH2を下回っている場合には、制御装置9は、ポンプ5の回転数を増加させるとともに、ヒータ8における熱媒体の加熱量を増加させる。
 このため、図22に係る制御プログラムでは、第2液面高さH2が基準第2液面高さKH2を上回るように、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。換言すると、図22に係る制御プログラムでは、第2液面高さH2が予め定めた目標液面高さとなるように、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御することができる。
 ここで、第1熱交換器3および第2熱交換器4の各熱交換器3、4において液相熱媒体の液面高さが低すぎる場合、各熱交換器3、4の一部が過熱され、各熱交換器3、4の全体を有効に熱交換に寄与させることができない可能性がある。
 これに対し、本実施形態の温度調整装置1では、第1熱交換器3において、第1液面高さH1が基準第1液面高さKH1を上回るように、室外送風機41およびポンプ5の作動を制御する。同様に、第2熱交換器4において、第2液面高さH2が基準第2液面高さKH2を上回るように、ポンプ5およびヒータ8の作動を制御する。これによれば、第1熱交換器3および第2熱交換器4の全体を有効に熱交換に寄与させることができるようになり、熱交換能力を向上できる。その結果、バッテリ温度TBを最適温度範囲内に維持することができるので、バッテリ2の劣化を抑制できる。
 (第9実施形態)
 上記実施形態では、第2熱交換器4は熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器であるが、第2熱交換器4は熱媒体と種々の外部流体とを熱交換させる熱交換器であってもよい。
 また、上記実施形態では、暖機モード時の暖機用熱源としてヒータ8を採用しているが、第2熱交換器4に供給される外部流体を暖機用熱源として採用してもよい。すなわち、第2熱交換器4において高温の外部流体と熱媒体とを熱交換させることにより、熱媒体を加熱してもよい。
 図24に示す第1実施例のように、第2熱交換器4は熱媒体と冷却水回路70の冷却水とを熱交換させる熱交換器であってもよい。冷却水回路70は、冷却水が循環する回路である。冷却水回路70には、第2熱交換器4と水ポンプ72とが配置されている。水ポンプ72は、冷却水回路70の冷却水を吸入して吐出する。
 図25に示す第2実施例のように、第2熱交換器4は、温度調整装置1を循環する熱媒体と冷凍サイクル80の冷媒とを熱交換させる熱交換器であってもよい。冷凍サイクル80は、圧縮機81と放熱器82と膨張弁83とを備える。
 圧縮機81は、冷凍サイクル80の冷媒を吸入して圧縮し吐出する。放熱器82は、圧縮機81から吐出された冷媒を放熱させて凝縮させる熱交換器である。膨張弁83は、放熱器82で凝縮された冷媒を減圧膨張させる減圧部である。第2熱交換器4は、膨張弁83で減圧膨張された冷凍サイクル80の冷媒と、第1熱交換器3で蒸発した熱媒体とを熱交換させて、冷媒を蒸発させるとともに熱媒体を凝縮させる。
 本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、第1実施例において、冷却水は外部媒体の一例に相当する。第2実施例において、冷媒は外部媒体の一例に相当する。
 (第10実施形態)
 次に、本開示の第10実施形態について図26~図31に基づいて説明する。本実施形態では、熱媒体通路6に熱媒体を循環させるポンプ5を廃止した温度調整装置1について説明する。なお、図26、図30、図31において、一点鎖線は熱媒体の液面を示している。
 図26に示すように、本実施形態の温度調整装置1では、第1熱交換器3は、第1熱交換器3に対して熱媒体を流入出させる二つの第1流入出口301、302を有している。二つの第1流入出口301、302のうち、重力方向下方側に配置されるものを下側第1流入出口301といい、重力方向上方側に配置されるものを上側第1流入出口302という。
 本実施形態の温度調整装置1では、第2熱交換器4は、第2熱交換器4に対して熱媒体を流入出させる二つの第2流入出口401、402を有している。二つの第2流入出口401、402のうち、重力方向下方側に配置されるものを下側第2流入出口401といい、重力方向上方側に配置されるものを上側第2流入出口402という。
 本実施形態の温度調整装置1では、熱媒体通路6は、下側通路64および上側通路65を有している。下側通路64は、第1熱交換器3の下側第1流入出口301と第2熱交換器4の下側第2流入出口401とを接続する熱媒体流路である。上側通路65は、第1熱交換器3の上側第1流入出口302と第2熱交換器4の上側第2流入出口402とを接続する熱媒体流路である。
 本実施形態の温度調整装置1では、第1熱交換器3は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器である。第1熱交換器3は、チューブ31と、タンク32、33とを備えている。
 チューブ31は、熱媒体が流れる流路を形成する管状部材である。チューブ31は、扁平板状(すなわち断面扁平形状)に形成された扁平チューブである。チューブ31は、その長手方向が重力方向と略平行となるように配置されている。チューブ31は、水平方向において、複数本平行に配置されている。具体的には、複数のチューブ31は、車両前後方向に配置されている。
 複数のチューブ31は、同一平面を形成している。すなわち、複数のチューブ31は、チューブ31の両側の扁平面がそれぞれ同一平面上に配置されるように、一列に並んで配置されている。
 複数のチューブ31における扁平面には、それぞれ、バッテリ2が接合されている。このため、チューブ31内の熱媒体には、バッテリ2からの熱が伝わる。
 ここで、複数のチューブ31の積層方向を、チューブ積層方向という。複数のチューブ31のうち、チューブ積層方向の一端側に配置されたチューブ31を一端チューブ311といい、チューブ積層方向の他端側に配置されたチューブ31を他端チューブ312という。
 一端チューブ311には、一端チューブ311内における熱媒体の液面の高さを検出する一端液面センサ981が設けられている。他端チューブ312には、他端チューブ312内における熱媒体の液面の高さを検出する他端液面センサ982が設けられている。一端液面センサ981および他端液面センサ982は、液面検出部の一例に相当する。したがって、本実施形態の第1熱交換器3には、複数の液面検出部が設けられている。
 タンク32、33は、複数のチューブ31と連通している。タンク32、33は、複数のチューブ31に対して熱媒体の集合または分配を行う。
 タンク32、33は、チューブ31における長手方向の両端部に一つずつ設けられている。すなわち、タンク32、33は、チューブ31における重力方向上端部および下端部に一つずつ設けられている。
 タンク32、33は、チューブ31の長手方向と直交する方向に延びている。タンク32、33には、チューブ31が挿入された状態で接合されている。
 ここで、二つのタンク32、33のうち、重力方向下方側に配置されるものを下側タンク32といい、重力方向上方側に配置されるものを上側タンク33という。
 下側タンク32のチューブ積層方向の一端側には、下側第1流入出口301が設けられている。上側タンク33のチューブ積層方向の一端側には、上側第1流入出口302が設けられている。
 本実施形態の温度調整装置1では、第2熱交換器4は、熱媒体を流通させる熱媒体流路42と、冷却水回路70を循環する冷却水を流通させる冷却水流路43とを有している。したがって、第2熱交換器4は、熱媒体流路42を流通する熱媒体と冷却水流路43を流通する冷却水とを熱交換させる熱交換器である。本実施形態の冷却水回路70には、冷却水と空気とを熱交換させる冷却水熱交換器73が設けられている。
 冷却水回路70には、水ポンプ72が配置されている。水ポンプ72は、第2熱交換器4に液体である冷却水を供給する液ポンプである。水ポンプ72の作動を制御することで、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との間の熱交換量を調整することができる。したがって、本実施形態の水ポンプ72は、熱交換量調整部の一例に相当する。
 次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。図27のブロック図に示すように、制御装置9の出力側には、各種制御対象機器の1つとして水ポンプ72が接続されている。
 制御装置9の入力側には、一端液面センサ981、他端液面センサ982、ジャイロセンサ901、トルクセンサ902等のセンサ群が接続されている。制御装置9には、センサ群の検出信号が入力される。
 ジャイロセンサ901は、車両の傾斜角度(換言すれば、温度調整装置1の傾斜角度)を検出する。トルクセンサ902は、走行用の電動モータの駆動トルクを検出する。
 なお、制御装置9では、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されているが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェア及びソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。
 例えば、制御装置9のうち、バッテリ2に温度分布が生じているか否かを推定する構成は、温度分布推定部9Aである。また、制御装置9のうち、水ポンプ72の作動を制御して第2熱交換器4の熱交換量を調整する構成は、調整制御部9Bである。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おける第2熱交換器4の熱交換量調整制御の内容について、図28を参照しつつ説明する。図28に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 ステップS201では、車両の電源が入っているか否かが判定される。ステップS201にて、車両の電源が入っていないと判定された場合は、ステップS202に進む。ステップS202では、水ポンプ72を停止させて、第2熱交換器4の熱交換量調整制御を終了する。
 一方、ステップS201にて、車両の電源が入っていると判定された場合には、ステップS203に進む。ステップS203では、水ポンプ72を作動させる。
 続くステップS204では、第1熱交換器33における熱媒体の液面高さの偏り量ΔHが予め定めた基準偏り量KΔHを上回っているか否かが判定される。ここで、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さの偏り量ΔHは、一端液面センサ981および他端液面センサ982の各々で検出された液面高さの差より算出することができる。したがって、一端液面センサ981および他端液面センサ982は、液面分布検出部の一例に相当する。
 ステップS204にて、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さの偏り量ΔHが基準偏り量KΔHを上回っていないと判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていないと推定し、ステップS201に戻る。
 一方、ステップS204にて、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さの偏り量ΔHが基準偏り量KΔHを上回っていると判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定し、ステップS205に進む。したがって、ステップS204を実行する場合の制御装置9は、温度分布推定部9Aとして機能している。
 続くステップS205では、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように水ポンプ72を駆動させ、ステップS201に戻る。具体的には、図29に示すように、水ポンプ72の入力電圧を正弦波状に周期的に変動させる。つまり、制御装置9は、水ポンプ72に対して、周期的に変化する正弦波電圧を出力する。これにより、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。したがって、ステップS205を実行する場合の制御装置9は、調整制御部9Bとして機能している。
 図28に係る制御プログラムでは、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さの偏り量ΔHが基準偏り量KΔHを上回っている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。このため、図28に係る制御プログラムでは、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように、水ポンプ72の作動を制御することができる。
 ここで、図26に示す構成の温度調整装置1を車両に搭載して走行用電池であるバッテリ2の冷却に適用した場合、車両の傾斜によって冷却性能を十分に発揮できないことが起こりうる。
 すなわち、図30に示すように、車両が傾斜して温度調整装置1が傾斜すると、第1熱交換器3内において液相熱媒体に偏りが生じて液相熱媒体が存在しない部位Doが生じる可能性がある。これにより、第1熱交換器3内において液相熱媒体で吸熱できない部位が生じる。そのため、バッテリ2を冷却できない部位が生じ、バッテリ2に温度分布が発生する可能性がある。
 これに対し、本実施形態の温度調整装置1では、制御装置9は、第2熱交換器4の熱交換量調整制御(すなわち、図28に係る制御プログラム)を実行する。図28に係る制御プログラムでは、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さの偏り量ΔHが基準偏り量KΔHを上回っている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。つまり、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。
 第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動すると、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さが周期的に変動する。本実施形態では、水ポンプ72は、液相熱媒体の液面高さを、第2熱交換器4の高さまで周期的に上昇させる。
 ここで、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さが周期的に変動すると、液面高さの共振により、図31の破線Hnに示すように、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さが必要高さまで上昇する。このため、第1熱交換器3内において液相熱媒体に偏りが生じて液相熱媒体が存在しない状態(すなわち、ドライアウト)の発生を抑制できる。その結果、バッテリ2の温度分布の発生を抑制できる。
 また、本実施形態の温度調整装置1では、バッテリ2に温度分布が発生していると推定された場合、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させている。これによれば、水ポンプ72に対して一定電圧を出力する場合(図29の破線Ex参照)と比較して、省電力化を図ることができる。
 (第11実施形態)
 上記第10実施形態では、制御装置9は、水ポンプ72の作動制御におけるステップS205において、水ポンプ72の入力電圧を正弦波状に周期的に変動させた。しかしながら、ステップS205における水ポンプ72の入力電圧はこの態様に限定されない。
 図32に示す第1実施例のように、制御装置9は、水ポンプ72の作動制御におけるステップS205において、水ポンプ72の入力電圧を矩形波状に周期的に変動させてもよい。すなわち、制御装置9は、水ポンプ72に対して、周期的に変化する矩形波電圧を出力してもよい。
 図33に示す第2実施例のように、制御装置9は、水ポンプ72の作動制御におけるステップS205において、水ポンプ72の入力電圧を、電圧値0を基準にプラス側とマイナス側に振動する正弦波状に周期的に変動させてもよい。すなわち、制御装置9は、水ポンプ72に対して、電圧値0を基準にプラス側とマイナス側に振動する正弦波状電圧を出力してもよい。
 図34に示す第3実施例のように、制御装置9は、水ポンプ72の作動制御におけるステップS205において、水ポンプ72の入力電圧を、電圧値0を基準にプラス側とマイナス側に振動する矩形波状に周期的に変動させてもよい。すなわち、制御装置9は、水ポンプ72に対して、電圧値0を基準にプラス側とマイナス側に振動する矩形波状電圧を出力してもよい。
 本実施形態においても、上記第10実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態の第1~第3実施例のいずれにおいても、水ポンプ72に対して一定電圧を出力する場合(図32~図34の破線Ex参照)と比較して、省電力化を図ることができる。
 (第12実施形態)
 次に、本開示の第12実施形態について図35~図38に基づいて説明する。本実施形態は、第10実施形態に対して、第1熱交換器3の構成等を変更した例を説明する。
 図35および図36に示すように、本実施形態の温度調整装置1は、複数の第1熱交換器3を備えている。各第1熱交換器3の構成は、第10実施形態の第1熱交換器3と同様である。複数の第1熱交換器3は、車両前後方向に並列に配置されている。各第1熱交換器3は、チューブ31の積層方向が車両幅方向と平行になるように配置されている。
 本例では、温度調整装置1は、車両前後方向に並列に配置された四つの第1熱交換器3a~3dを有している。つまり、本例の温度調整装置1は、四つの第1熱交換器3として、車両後方側から順に、後方側第1熱交換器3a、内後方側第1熱交換器3b、内前方側第1熱交換器3c、および前方側第1熱交換器3dを有している。
 四つの第1熱交換器3a~3dの各々は、バッテリ2の複数の電池セル20と熱的に接触している。ここで、一つの第1熱交換器3と熱的に接触する複数の電池セル20を「セル群」という。本例の温度調整装置1は、四つのセル群20a~20dを有している。つまり、本例の温度調整装置1は、四つのセル群20a~20dとして、車両後方側から順に、第1セル群20a、第2セル群20b、第3セル群20c、および第4セル群20dを有している。
 図37に示すように、各第1熱交換器3における車両幅方向の両端部には、第1熱交換器3内における熱媒体の液面の高さを検出する左側液面センサ953および右側液面センサ954が設けられている。
 左側液面センサ953は、第1熱交換器3の車両幅方向左側端部における熱媒体の液面の高さを検出する。右側液面センサ954は、第1熱交換器3の車両幅方向右側端部における熱媒体の液面の高さを検出する。左側液面センサ953および右側液面センサ954は、液面検出部の一例に相当する。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おける第2熱交換器4の熱交換量調整制御の内容について、図38を参照しつつ説明する。図38に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 図38のフローチャートでは、上記第10実施形態で示した図28のフローチャートにおけるステップS204がステップS204Aに変更されている。
 ステップS204Aでは、左側液面センサ953により検出された液面高さおよび右側液面センサ954により検出された液面高さのうち、低い方の液面高さ(以下、低液面高さHlという)が、予め定めた基準低液面高さKHlを下回っているか否かが判定される。
 ステップS204Aにて、低液面高さHlが基準低液面高さKHlを下回っていると判定された場合は、車両100が幅方向に傾斜してバッテリ2に温度分布が生じていると推定し、ステップS205に進む。したがって、ステップS204Aを実行する場合の制御装置9は、温度分布推定部9Aとして機能している。
 一方、ステップS204Aにて、低液面高さHlが基準低液面高さKHlを下回っていないと判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていないと推定し、ステップS201に戻る。
 図38に係る制御プログラムでは、低液面高さHlが基準低液面高さKHlを下回っている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。このため、図38に係る制御プログラムでは、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように、水ポンプ72の作動を制御することができる。
 つまり、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。このため、上記第10実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、第1熱交換器3内におけるドライアウトの発生を抑制して、バッテリ2の温度分布の発生を抑制できる。
 (第13実施形態)
 次に、本開示の第13実施形態について図39~図41に基づいて説明する。本実施形態は、第12実施形態に対して、液面センサ955a~955dの配置等を変更した例を説明する。
 図39に示すように、本実施形態の温度調整装置1では、車両前後方向に配置された複数の第1熱交換器3の各々に、各第1熱交換器3内の熱媒体の液面高さを検出する液面センサ955a~955dが設けられている。換言すると、後方側第1熱交換器3a、内後方側第1熱交換器3b、内前方側第1熱交換器3c、および前方側第1熱交換器3dの各々には、各第1熱交換器3a~3dにおける熱媒体の液面高さを検出する液面センサ955a~955dが設けられている。
 したがって、本例の温度調整装置1は、車両前後方向に配置された四つの液面センサ955a~955dを有している。つまり、本例の温度調整装置1は、四つの液面センサとして、車両後方側から順に、第1液面センサ955a、第2液面センサ955b、第3液面センサ955c、および第4液面センサ955dを有している。第1液面センサ955a、第2液面センサ955b、第3液面センサ955cおよび第4液面センサ955dは、液面検出部の一例に相当する。
 第1液面センサ955aは、後方側第1熱交換器3aにおける熱媒体の液面高さを検出する。第2液面センサ955bは、内後方側第1熱交換器3bにおける熱媒体の液面高さを検出する。第3液面センサ955cは、内前方側第1熱交換器3cにおける熱媒体の液面高さを検出する。第4液面センサ955dは、前方側第1熱交換器3dにおける熱媒体の液面高さを検出する。
 ところで、図40に示すように、車両100が平地を走行している場合、第1~第4セル群20a~20dの各々の出力は同等である。一方、車両100の登坂時には、車両後方側に位置する第1セル群20aの出力が、車両前方側に位置する第4セル群20dの出力よりも大きくなる。
 また、車両100が平地を走行している場合、複数の第1熱交換器3a~3dの各々における熱媒体の液面高さは同等である。一方、車両100の登坂時には、図39に示すように、後方側第1熱交換器3aにおける熱媒体の液面高さHaが、前方側第1熱交換器3dにおける熱媒体の液面高さHdよりも高くなる。
 ここで、後方側第1熱交換器3aにおける熱媒体の液面高さHaから前方側第1熱交換器3dにおける熱媒体の液面高さHdを引いた値(Ha-Hd)を液面差ΔHadという。車両100の登坂時における液面差ΔHadは、平地走行時の液面差ΔHadよりも大きくなる。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おける第2熱交換器4の熱交換量調整制御の内容について、図41を参照しつつ説明する。図41に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 図41のフローチャートでは、上記第10実施形態で示した図28のフローチャートにおけるステップS204がステップS204Bに変更されている。
 ステップS204Bでは、液面差ΔHadが予め定めた基準液面差KΔHadを上回っているか否かが判定される。
 ステップS204Bにて、液面差ΔHadが基準液面差KΔHadを上回っていると判定された場合は、車両100が登坂中であり、車両前後方向に傾斜してバッテリ2に温度分布が生じていると推定し、ステップS205に進む。したがって、ステップS204Bを実行する場合の制御装置9は、温度分布推定部9Aとして機能している。
 一方、ステップS204Bにて、液面差ΔHadが基準液面差KΔHadを上回っていないと判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていないと推定し、ステップS201に戻る。
 図41に係る制御プログラムでは、液面差ΔHadが基準液面差KΔHadを上回っている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。このため、図41に係る制御プログラムでは、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように、水ポンプ72の作動を制御することができる。
 つまり、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。このため、上記第10実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、第1熱交換器3内におけるドライアウトの発生を抑制して、バッテリ2の温度分布の発生を抑制できる。
 (第14実施形態)
 次に、本開示の第14実施形態について図42および図43に基づいて説明する。本実施形態は、第10実施形態に対して、一端液面センサ981および他端液面センサ982を廃止して、複数のバッテリ温度センサ960を設けた例を説明する。
 図42に示すように、本実施形態の温度調整装置1は、バッテリ2の電池セルの温度を検出する複数のバッテリ温度センサ960を有している。バッテリ温度センサ960の検出信号は、制御装置9に入力される。
 本例では、バッテリ温度センサ960は、四個設けられている。バッテリ温度センサ960は、バッテリ2の電池セルの四隅周辺に1つずつ配置されている。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おける第2熱交換器4の熱交換量調整制御の内容について、図43を参照しつつ説明する。図43に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 図43のフローチャートでは、上記第10実施形態で示した図28のフローチャートにおけるステップS204がステップS204Cに変更されている。
 ステップS204Cでは、バッテリ2の温度分布が生じているか否かが判定される。具体的には、複数のバッテリ温度センサ960のうち、一部のバッテリ温度センサ960により検出されたバッテリ2の温度と、他のバッテリ温度センサ960により検出されたバッテリ2の温度との差が、予め定めた基準温度差以上になっているか否かが判定される。
 ステップS204Cにて、一部のバッテリ温度センサ960により検出されたバッテリ2の温度と、他のバッテリ温度センサ960により検出されたバッテリ2の温度との差が、基準温度差以上の場合は、バッテリ2に温度分布が生じていると判定し、ステップS205に進む。したがって、ステップS204Cを実行する場合の制御装置9は、温度分布推定部9Aとして機能している。
 一方、ステップS204Cにて、一部のバッテリ温度センサ960により検出されたバッテリ2の温度と、他のバッテリ温度センサ960により検出されたバッテリ2の温度との差が、基準温度差以上でない場合は、バッテリ2に温度分布が生じていないと判定し、ステップS201に戻る。
 図43に係る制御プログラムでは、バッテリ2に温度分布が生じている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。このため、図43に係る制御プログラムでは、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように、水ポンプ72の作動を制御することができる。
 つまり、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。このため、上記第10実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、第1熱交換器3内におけるドライアウトの発生を抑制して、バッテリ2の温度分布の発生を抑制できる。
 (第15実施形態)
 次に、本開示の第15実施形態について図44に基づいて説明する。本実施形態は、第10実施形態に対して、一端液面センサ981および他端液面センサ982を廃止している。そして、本実施形態の温度調整装置1は、車両100の傾斜量からバッテリ2に温度分布が生じているか否かを推定する。
 車両100の傾斜量(すなわち、車両の傾斜角度)は、ジャイロセンサ901(図27参照)により検出することができる。したがって、ジャイロセンサ901は、車両の傾斜量を検出する傾斜量検出部の一例に相当する。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おける第2熱交換器4の熱交換量調整制御の内容について、図44を参照しつつ説明する。図44に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 図44のフローチャートでは、上記第10実施形態で示した図28のフローチャートにおけるステップS204がステップS204Dに変更されている。
 ステップS204Dでは、車両100の傾斜量が予め定めた基準傾斜量を上回っているか否かが判定される。
 ステップS204Dにて、車両100の傾斜量が基準傾斜量を上回っていると判定された場合は、車両100が傾斜することで温度調整装置1が傾斜して、バッテリ2に温度分布が生じていると推定し、ステップS205に進む。したがって、ステップS204Dを実行する場合の制御装置9は、温度分布推定部9Aとして機能している。
 一方、ステップS204Dにて、車両100の傾斜量が基準傾斜量を上回っていないと判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていないと推定し、ステップS201に戻る。
 図44に係る制御プログラムでは、バッテリ2に温度分布が生じている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。このため、図44に係る制御プログラムでは、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように、水ポンプ72の作動を制御することができる。
 つまり、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。このため、上記第10実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、第1熱交換器3内におけるドライアウトの発生を抑制して、バッテリ2の温度分布の発生を抑制できる。
 (第16実施形態)
 次に、本開示の第16実施形態について図45に基づいて説明する。本実施形態は、第10実施形態に対して、一端液面センサ981および他端液面センサ982を廃止している。そして、本実施形態の温度調整装置1は、バッテリ2の発熱量(すなわち、バッテリ2の負荷)からバッテリ2に温度分布が生じているか否かを推定する。
 バッテリ2の発熱量は、トルクセンサ902(図27参照)により検出された走行用の電動モータの駆動トルクに基づいて算出することができる。したがって、本実施形態のトルクセンサ902は、バッテリ2の発熱量を検出する発熱量検出部の一例に相当する。
 続いて、本実施形態に係る温度調整装置1おける第2熱交換器4の熱交換量調整制御の内容について、図45を参照しつつ説明する。図45に係る制御プログラムは、制御装置9によって実行される。
 図45のフローチャートでは、上記第10実施形態で示した図28のフローチャートにおけるステップS204がステップS204Eに変更されている。
 ステップS204Eでは、トルクセンサ902の出力に基づいて算出されたバッテリ2の発熱量が、予め定めた基準発熱量を上回っているか否かが判定される。
 ステップS204Eにて、バッテリ2の発熱量が基準発熱量を上回っていると判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定し、ステップS205に進む。したがって、ステップS204Eを実行する場合の制御装置9は、温度分布推定部9Aとして機能している。
 一方、ステップS204Eにて、バッテリ2の発熱量が基準発熱量を上回っていないと判定された場合は、バッテリ2に温度分布が生じていないと推定し、ステップS201に戻る。
 図45に係る制御プログラムでは、バッテリ2に温度分布が生じている場合には、制御装置9は、水ポンプ72の入力電圧を周期的に変動させる。このため、図45に係る制御プログラムでは、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量が周期的に変動するように、水ポンプ72の作動を制御することができる。
 つまり、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、第2熱交換器4における熱媒体と冷却水との熱交換量を周期的に変動させる。このため、上記第10実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、第1熱交換器3内におけるドライアウトの発生を抑制して、バッテリ2の温度分布の発生を抑制できる。
 (第17実施形態)
 上記第10~第16実施形態では、第2熱交換器4は熱媒体と冷却水とを熱交換させる熱交換器であるが、第2熱交換器4は熱媒体と種々の外部流体とを熱交換させる熱交換器であってもよい。
 図46に示す第1実施例のように、第2熱交換器4は、空気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器であってもよい。第1実施例では、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合には、第2熱交換器4に空気を供給するファンである室外送風機41の入力電圧を周期的に変動させてもよい。
 図47に示す第2実施例のように、第2熱交換器4は、温度調整装置1を循環する熱媒体と冷凍サイクル80の冷媒とを熱交換させる冷媒熱交換器であってもよい。温度調整装置1は、冷凍サイクル80の放熱器82に空気を供給する放熱ファン82aを備えていてもよい。
 第2実施例では、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合には、圧縮機81の入力電圧を周期的に変動させてもよい。また、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合には、放熱ファン82aの入力電圧を周期的に変動させてもよい。
 図48に示す第3実施例のように、第2熱交換器4は、ペルチェ素子45と熱媒体との熱交換を行う熱交換器であってもよい。ペルチェ素子45は、第2熱交換器4と熱的に接触している。具体的には、ペルチェ素子45は、第2熱交換器4の熱交換部(すなわちコア部)に接合されていてもよい。温度調整装置1は、ペルチェ素子45に空気を供給する素子放熱ファン45aを備えていてもよい。
 第3実施例では、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、ペルチェ素子45の入力電圧を周期的に変動させてもよい。また、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、素子放熱ファン45aの入力電圧を周期的に変動させてもよい。
 本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、第1実施例において、空気は外部媒体の一例に相当し、室外送風機41は熱交換量調整部の一例に相当する。第2実施例において、冷媒は外部媒体の一例に相当し、圧縮機81および放熱ファン82aは熱交換量調整部の一例に相当する。第3実施例において、ペルチェ素子45は外部媒体の一例に相当し、ペルチェ素子45および素子放熱ファン45aは熱交換量調整部の一例に相当する。
 (第18実施形態)
 上記第10~第17実施形態の温度調整装置1では、熱媒体通路6に熱媒体を循環させるポンプ5を廃止しているが、ポンプ5を設けてもよい、
 図49に示す第1実施例のように、熱媒体通路6に、ポンプ5、バイパス通路7および開閉弁71を設けてもよい。図50に示す第2実施例のように、熱媒体通路6に、ポンプ室51を有するポンプ(例えば渦流ポンプ)5を設けてもよい。ポンプ室51は、ポンプ5の非作動時に熱媒体が流通する通路として機能する。
 第1実施例および第2実施例では、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合には、ポンプ5の入力電圧を周期的に変動させてもよい。
 本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、第1実施例および第2実施例において、ポンプ5は熱交換量調整部の一例に相当する。また、制御装置9のうち、ポンプ5の作動を制御して第2熱交換器4の熱交換量を調整する構成は、調整制御部9Bの一例に相当する。
 ところで、第1実施例および第2実施例において、複数の熱交換量調整部として、水ポンプ72およびポンプ5を採用してもよい。すなわち、制御装置9は、バッテリ2に温度分布が生じていると推定された場合に、水ポンプ72の入力電圧、およびポンプ5の入力電圧の双方を周期的に変動させてもよい。
 このとき、ポンプ5を、水ポンプ72の作動によって生じる液相熱媒体の揺動周期と同じまたは揺動周期よりも早く第1熱媒体流れと第2熱媒体流れとを切り替え可能に構成してもよい。これにより、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さを早い周期で変動させて、第1熱交換器3における熱媒体の液面高さを早期に必要高さまで上昇させることができる。このため、第1熱交換器3におけるドライアウトの発生をより確実に抑制できる。その結果、バッテリ2の温度分布の発生をより確実に抑制できる。
 本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。
 (1)上記第7実施形態の温度調整制御では、第1熱交換器3における第1温度差ΔT1が目標温度差の範囲内となるように室外送風機41およびポンプ5の双方の作動を制御するが、この態様に限定されない。例えば、第1熱交換器3における第1温度差ΔT1が目標温度差の範囲内となるように室外送風機41およびポンプ5のいずれか一方の作動を制御してもよい。
 同様に、上記第7実施形態の温度調整制御では、第2熱交換器4における第2温度差ΔT2が目標温度差の範囲内となるように、ポンプ5およびヒータ8の双方の作動を制御するが、この態様に限定されない。例えば、第2熱交換器4における第2温度差ΔT2が目標温度差の範囲内となるように、ポンプ5およびヒータ8のいずれか一方の作動を制御してもよい。
 (2)上記第8実施形態の温度調整制御では、第1熱交換器3における第1液面高さH1が目標液面高さとなるように室外送風機41およびポンプ5の双方の作動を制御するが、この態様に限定されない。例えば、第1熱交換器3における第1液面高さH1が目標液面高さとなるように室外送風機41およびポンプ5のいずれか一方の作動を制御してもよい。
 同様に、上記第7実施形態の温度調整制御では、第2熱交換器4における第2液面高さH2が目標液面高さとなるように、ポンプ5およびヒータ8の双方の作動を制御するが、この態様に限定されない。例えば、第2熱交換器4における第2液面高さH2が目標液面高さとなるように、ポンプ5およびヒータ8のいずれか一方の作動を制御してもよい。
 (3)上記第14実施形態の温度調整装置1では、バッテリ温度センサ960を四個設けたが、この態様限定されない。例えば、バッテリ温度センサ960を、二個または三個設けてもよいし、五個以上設けてもよい。
 (4)上記第16実施形態の温度調整装置1では、トルクセンサ902により検出された走行用の電動モータの駆動トルクに基づいて、バッテリ2の発熱量を算出したが、この態様に限定されない。例えば、車両100のアクセルペダルの踏み込み量や、走行用の電動モータの出力に基づいて、バッテリ2の発熱量を算出してもよい。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
 (本開示の実施の形態の概要)
 本開示の第1の態様に係る温度調整装置は、温度調整対象物と熱媒体との熱交換を行う第1熱交換器と、第1熱交換器の重力方向上方側に配置されるとともに、熱媒体と外部媒体との熱交換を行う第2熱交換器と、第1熱交換器および第2熱交換器をループ状に連結して第1熱交換器と第2熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体通路と、第2熱交換器における熱媒体と外部媒体との熱交換量を調整する熱交換量調整部と、を備える。
 本開示の第2の態様に係る温度調整装置は、温度調整対象物と熱媒体との熱交換を行う第1熱交換器と、第1熱交換器の重力方向上方側に配置されるとともに、熱媒体と外部媒体との熱交換を行う第2熱交換器と、第1熱交換器および第2熱交換器をループ状に連結して第1熱交換器と第2熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体通路と、第1熱交換器の重力方向下方側に配置されるとともに、第1熱交換器から流出した熱媒体を第2熱交換器に供給するポンプと、第1熱交換器の重力方向下方側に配置されるとともに、ポンプの非作動時に、ポンプの上流側の熱媒体通路とポンプの下流側の熱媒体通路とを連通させる連通路と、を備える。
 第2の態様によれば、ポンプを作動させることで、熱媒体通路に熱媒体を強制的に循環させることができる。このため、温度調整対象物の加熱を行う際には、温度調整対象物を早期に昇温することができる。また、ポンプを停止させるとともに連通路に熱媒体を流通させることで、サーモサイフォン現象によって熱媒体通路に熱媒体を循環させることができる。これにより、温度調整対象物の冷却を行うことができる。さらに、温度調整対象物の冷却と加熱を切り替える際に、四方弁等の切換手段により冷媒流路を切り替える必要がないので、サイクル構成の複雑化を招くことがない。したがって、簡素な構成で温度調整対象物の冷却および加熱を両立させることが可能となる。
 本開示の第3の態様に係る温度調整装置は、温度調整対象物と熱媒体との熱交換を行う第1熱交換器と、第1熱交換器の重力方向上方側に配置されるとともに、熱媒体と外部媒体との熱交換を行う第2熱交換器と、第1熱交換器および第2熱交換器をループ状に連結して第1熱交換器と第2熱交換器との間で熱媒体を循環させる熱媒体通路と、温度調整対象物に温度分布が生じているか否かを推定する温度分布推定部と、第2熱交換器における熱媒体と外部媒体との熱交換量を調整する熱交換量調整部と、温度分布推定部により温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、熱交換量調整部の作動を制御する調整制御部と、を備える。
 第3の態様によれば、温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された際に熱交換量調整部の作動を制御することで、第1熱交換器内において液相熱媒体に偏りが生じて液相熱媒体が存在しない状態(すなわち、ドライアウト)の発生を抑制できる。その結果、温度調整対象物の温度分布の発生を抑制できる。

Claims (27)

  1.  温度調整対象物(2)と熱媒体との熱交換を行う第1熱交換器(3)と、
     前記第1熱交換器の重力方向上方側に配置されるとともに、前記熱媒体と外部媒体との熱交換を行う第2熱交換器(4)と、
     前記第1熱交換器および前記第2熱交換器をループ状に連結して前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間で前記熱媒体を循環させる熱媒体通路(6)と、
     前記第2熱交換器における前記熱媒体と前記外部媒体との熱交換量を調整する熱交換量調整部(5、7、41、45、45a、51、72、81、82a)と、を備える温度調整装置。
  2.  さらに、前記第1熱交換器の重力方向下方側に配置されるとともに、前記第1熱交換器から流出した前記熱媒体を前記第2熱交換器に供給するポンプ(5)と、
     前記第1熱交換器の重力方向下方側に配置されるとともに、前記ポンプの非作動時に、前記ポンプの上流側の前記熱媒体通路と前記ポンプの下流側の前記熱媒体通路とを連通させる連通路(7、51)と、を備え、
     前記熱交換量調整部は、前記ポンプおよび前記連通路を含んでいる請求項1に記載の温度調整装置。
  3.  前記連通路は、前記熱媒体が前記ポンプをバイパスするためのバイパス通路(7)を含んでおり、
     前記バイパス通路には、前記バイパス通路を開閉する開閉弁(71)が設けられている請求項2に記載の温度調整装置。
  4.  前記ポンプは、非容積型であるとともに、前記ポンプの非作動時に前記熱媒体が流通するポンプ内通路(51)を有しており、
     前記連通路は、前記ポンプ内通路を含んでいる請求項2に記載の温度調整装置。
  5.  前記ポンプは、前記熱媒体を前記第1熱交換器、前記ポンプ、前記第2熱交換器の順に循環させる第1熱媒体流れと、前記熱媒体を前記第2熱交換器、前記ポンプ、前記第1熱交換器の順に循環させる第2熱媒体流れとを切り替え可能に構成されている請求項2ないし4のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  6.  前記第2熱交換器は、前記第1熱交換器に対して重力方向における任意の位置に配置されている請求項5に記載の温度調整装置。
  7.  前記ポンプにより前記熱媒体流れが前記第1熱媒体流れに切り替えられているとき、前記第2熱交換器の温度は、前記第1熱交換器および前記温度調整対象物の少なくとも一方の温度よりも高温になり、
     前記ポンプにより前記熱媒体流れが前記第2熱媒体流れに切り替えられているとき、前記第2熱交換器の温度は、前記第1熱交換器または前記温度調整対象物の少なくとも一方の温度よりも低温になる請求項5または6に記載の温度調整装置。
  8.  前記第2熱交換器は、前記第1熱交換器に対して重力方向の上方側に配置されている請求項7に記載の温度調整装置。
  9.  前記熱媒体通路における前記第2熱交換器と前記ポンプとの間には、前記熱媒体を貯留する貯留部(85)が設けられている請求項2ないし8のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  10.  さらに、前記温度調整対象物の温度が予め定めた目標対象物温度となるように、前記第2熱交換器における熱交換量を調整する熱交換量調整部(41)および前記ポンプの少なくとも一方の作動を制御する制御部(9)を備える請求項2ないし9のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  11.  さらに、前記第1熱交換器に流入する前記熱媒体と前記第1熱交換器から流出した前記熱媒体との温度差、および前記第2熱交換器に流入する前記熱媒体と前記第2熱交換器から流出した前記熱媒体との温度差の少なくとも一方の温度差を検出する温度差検出部(94~97)と、
     前記温度差検出部により検出された前記少なくとも一方の温度差が予め定めた目標温度差となるように、前記第2熱交換器における熱交換量を調整する熱交換量調整部(41)および前記ポンプの少なくとも一方の作動を制御する制御部(9)と、を備える請求項2ないし9のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  12.  さらに、前記第1熱交換器における前記熱媒体の液面高さ、および前記第2熱交換器における前記熱媒体の液面高さの少なくとも一方の液面高さを検出する液面検出部(98、99)と、
     前記液面検出部により検出された前記少なくとも一方の液面高さが予め定めた目標液面高さとなるように、前記第2熱交換器における熱交換量を調整する熱交換量調整部(41)および前記ポンプの少なくとも一方の作動を制御する制御部(9)と、を備える請求項2ないし9のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  13.  さらに、前記温度調整対象物に温度分布が生じているか否かを推定する温度分布推定部(9A)と、
     前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記熱交換量調整部の作動を制御する調整制御部(9B)と、を備える請求項1に記載の温度調整装置。
  14.  前記調整制御部は、前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記第2熱交換器における前記熱媒体と前記外部媒体との熱交換量が周期的に変動するように前記熱交換量調整部の作動を制御する請求項13に記載の温度調整装置。
  15.  さらに、前記第1熱交換器における前記熱媒体の液面高さの偏り量を検出する液面分布検出部(981、982)を備え、
     前記温度分布推定部は、前記液面分布検出部により検出された前記液面高さの偏り量が予め定めた基準偏り量を上回った場合に、前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定する請求項13または14に記載の温度調整装置。
  16.  前記温度調整対象物は、車両に搭載されており、
     さらに、前記車両の傾斜量を検出する傾斜量検出部(901)を備え、
     前記温度分布推定部は、前記傾斜量検出部により検出された前記車両の傾斜量が予め定めた基準傾斜量を上回った場合に、前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定する請求項13または14に記載の温度調整装置。
  17.  さらに、前記温度調整対象物の発熱量を検出する発熱量検出部(902)を備え、
     前記温度分布推定部は、前記発熱量検出部により検出された前記温度調整対象物の発熱量が予め定めた基準発熱量を上回った場合に、前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定する請求項13または14に記載の温度調整装置。
  18.  さらに、前記第2熱交換器における前記熱媒体の液面高さを検出する複数の液面検出部(981、982)を備え、
     前記液面分布検出部は、前記複数の液面検出部を含んでいる請求項15に記載の温度調整装置。
  19.  さらに、前記温度調整対象物に温度分布が生じているか否かを推定する温度分布推定部(9A)と、
     前記第2熱交換器における前記熱媒体と前記外部媒体との熱交換量を調整する熱交換量調整部(5)と、
     前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記熱交換量調整部の作動を制御する調整制御部(9B)と、を備え、
     前記熱交換量調整部は、前記ポンプを含んでいる請求項2ないし12のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  20.  さらに、前記温度調整対象物に温度分布が生じているか否かを推定する温度分布推定部(9A)と、
     前記第2熱交換器における前記熱媒体と前記外部媒体との熱交換量を調整する複数の熱交換量調整部(5、7、41、45、45a、51、72、81、82a)と、
     前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記複数の熱交換量調整部の作動を制御する調整制御部(9B)と、を備え、
     前記複数の熱交換量調整部のうち一の熱交換量調整部は、前記ポンプであり、
     前記ポンプは、前記熱媒体を前記第1熱交換器、前記ポンプ、前記第2熱交換器の順に循環させる第1熱媒体流れと、前記熱媒体を前記第2熱交換器、前記ポンプ、前記第1熱交換器の順に循環させる第2熱媒体流れとを切り替え可能に構成されており、
     前記ポンプは、前記複数の熱交換量調整部のうち他の熱交換量調整部の作動によって生じる液相熱媒体の揺動周期と同じまたは前記揺動周期よりも早く前記第1熱媒体流れと前記第2熱媒体流れとを切り替え可能に構成されている請求項2ないし12のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  21.  前記熱交換量調整部は、液相の前記熱媒体の高さを前記第2熱交換器の高さまで周期的に上昇させる請求項13ないし20のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  22.  前記外部媒体は液体を含んでおり、
     前記熱交換量調整部は、前記第2熱交換器に液体を供給する液ポンプ(72)を含んでいる請求項13ないし21のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  23.  前記外部媒体は空気を含んでおり、
     前記熱交換量調整部は、前記第2熱交換器に空気を供給するファン(41)を含んでいる請求項13ないし21のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  24.  さらに、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(81)、前記圧縮機から吐出された前記冷媒と空気とを熱交換させて前記空気に放熱する放熱器(82)、前記放熱器の下流側の前記冷媒を減圧させる減圧部(83)、および前記減圧部にて減圧された前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる冷媒熱交換器(4)を有する冷凍サイクル(80)を備え、
     前記調整制御部は、前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記圧縮機の回転数を変化させ、
     前記外部媒体は、前記冷凍サイクルの冷媒を含んでおり、
     前記熱交換量調整部は、前記圧縮機を含んでいる請求項13ないし21のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  25.  さらに、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(81)、前記圧縮機から吐出された前記冷媒と空気とを熱交換させて前記空気に放熱する放熱器(82)、前記放熱器の下流側の前記冷媒を減圧させる減圧部(83)、および前記減圧部にて減圧された前記冷媒と前記熱媒体とを熱交換させる冷媒熱交換器(4)を有する冷凍サイクル(80)と、
     前記放熱器に前記空気を供給する放熱ファン(82a)と、を備え、
     前記調整制御部は、前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記放熱ファンの回転数を変化させ、
     前記外部媒体は、前記冷凍サイクルの冷媒を含んでおり、
     前記第2熱交換器は、前記冷媒熱交換器を含んでおり、
     前記熱交換量調整部は、前記放熱ファンを含んでいる請求項13ないし21のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  26.  さらに、前記第2熱交換器と熱的に接触するペルチェ素子(45)を備え、
     前記調整制御部は、前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記ペルチェ素子の入力電圧を変化させ、
     前記外部媒体および前記熱交換量調整部の各々は、前記ペルチェ素子を含んでいる請求項13ないし21のいずれか1つに記載の温度調整装置。
  27.  さらに、前記第2熱交換器と熱的に接触するペルチェ素子(45)と、
     前記ペルチェ素子に空気を供給する素子放熱ファン(45a)と、を備え、
     前記調整制御部は、前記温度分布推定部により前記温度調整対象物に温度分布が生じていると推定された場合に、前記素子放熱ファンの回転数を変化させ、
     前記外部媒体は、前記ペルチェ素子を含んでおり、
     前記熱交換量調整部は、前記素子放熱ファンを含んでいる請求項13ないし21のいずれか1つに記載の温度調整装置。
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