CN114303275B - 电池调温装置 - Google Patents
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Abstract
调整电池的温度的电池调温装置,具备:电池组(10),具有第1电池单元(12a)、与第1电池单元电连接的第2电池单元(12b)、使第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部(15a)以及使第2电池单元与载热体热交换的第2热交换部(15b);以及载热体回路(20),使被温度调整后的载热体向第1热交换部及第2热交换部流动。载热体回路具有导热量调整部(22),该导热量调整部在规定的使用条件时,调整第1电池单元与载热体之间的第1导热量以及第2电池单元与载热体之间的第2导热量,以使得与非调温状态时相比,由载热体进行温度调整后的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
Description
关联申请的相互参照
本申请基于2019年9月10日申请的日本专利申请第2019-164841号,这里通过参照而引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及调整电池的温度的电池调温装置。
背景技术
作为以往的电池调温装置,在专利文献1中,公开了通过将电池组具有的多个电池单元用热交换用的液体进行冷却或加热来调整多个电池单元的温度的电池调温装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-93243号公报
发明内容
此外,电池组内的多个电池单元各自的散热性根据多个电池单元的布局而不同。因此,多个电池单元具有一部分电池单元的温度比另一部分电池单元的温度高的温度分布。但是,在上述以往的电池调温装置中,没有考虑该由于布局而产生的温度分布。即,没有为了使温度调整后的多个电池单元的温度接近于相同温度而调整各个电池单元与热交换用的液体之间的导热量。因此,在上述以往的电池调温装置中,温度调整后的多个电池单元的温度不同。另外,该问题并不限于使用液体作为载热体的情况,在作为载热体而使用制冷循环的制冷剂的情况下也发生。
本发明的目的在于,提供能够使温度调整后的多个电池单元的温度接近于相同温度的电池调温装置。
为了达成上述目的,根据本发明的1个技术方案,调整电池的温度的电池调温装置具备:电池组,具有构成电池的第1电池单元、构成电池并与第1电池单元电连接的第2电池单元、使第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部以及使第2电池单元与载热体热交换的第2热交换部;以及载热体回路,使被温度调整后的载热体向第1热交换部及第2热交换部流动;载热体是液体或制冷循环的制冷剂;在第1电池单元和第2电池单元各自的温度没有被载热体调整的非调温状态下,在第1电池单元及第2电池单元的规定的使用条件时,随着由第1电池单元及第2电池单元的充放电带来的发热,在第1电池单元和第2电池单元间产生温度差;电池组或载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在规定的使用条件时调整第1电池单元与载热体之间的第1导热量以及第2电池单元与载热体之间的第2导热量,以使得与非调温状态时相比,由载热体进行温度调整后的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
由此,由导热量调整部调整第1导热量和第2导热量以使规定的使用条件时的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。因此,能够使由载热体进行温度调整后的第1电池单元的温度和第2电池单元的温度接近于相同的温度。
另外,对各构成要素等赋予的带括号的标号表示该构成要素等与在后述实施方式中记载的具体构成要素等的对应关系的一例。
附图说明
图1是表示第1实施方式的电池调温装置的整体结构的图。
图2是图1中的电池组的II向视图。
图3是图1中的电池组的III-III线剖视图。
图4是图1中的多个热交换器的平面图。
图5是表示第1实施方式的控制部进行的控制处理的流程图。
图6是表示第1实施方式的控制部进行的控制处理的流程图。
图7是表示第1实施方式的控制部进行的控制处理的流程图。
图8是表示比较例1的电池调温装置的整体结构的图。
图9是表示被比较例1的电池调温装置冷却后的多个电池单元的检测温度的图。
图10是表示冷却液流动的状态的第1实施方式的电池调温装置的整体结构的图。
图11是表示被第1实施方式的电池调温装置冷却后的多个电池单元的检测温度的图。
图12是表示在第1实施方式的电池调温装置中由流量调整阀进行的流量分配、与中央侧的电池单元和端侧的电池单元的温度差之间的关系的图。
图13是表示第2实施方式的电池调温装置的整体结构的图。
图14是第2实施方式的电池模组的平面图。
图15是图14中的电池模组的XV向视图。
图16是表示在第2实施方式的电池组中没有被冷却液冷却的状态下的多个电池单元的检测温度的图。
图17是第3实施方式的电池组的侧视图。
图18是图17中的XVIII部的放大图。
图19是第4实施方式的电池组的剖视图,是对应于图3的图。
图20是第4实施方式的多个热交换器的平面图,是对应于图4的图。
图21是图20中的XXI-XXI线剖视图。
图22是表示第5实施方式的电池调温装置的整体结构的图。
图23是图22中的流路切换阀的剖视图。
图24是表示第5实施方式的流路切换阀的各状态的图表。
图25是表示在第5实施方式的电池调温装置中流路切换阀为第1状态时的冷却液的流动的图。
图26是表示在第5实施方式的电池调温装置中流路切换阀为第2状态时的冷却液的流动的图。
图27是表示在第5实施方式的电池调温装置中流路切换阀为第3状态时的冷却液的流动的图。
图28是表示在第5实施方式的电池调温装置中流路切换阀的各状态和热交换器的流入侧的冷却液温度之间的关系的图。
图29是表示第5实施方式的控制部进行的控制处理的流程图。
图30是表示第6实施方式的电池调温装置的整体结构的图。
图31是表示第7实施方式的电池调温装置的整体结构的图,是表示电池冷却模式下的制冷剂流动的图。
图32是表示第7实施方式的电池调温装置的整体结构的图,是表示电池加热模式下的制冷剂流动的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在以下的各实施方式中,对于相互相同或等同的部分赋予相同的标号而进行说明。
(第1实施方式)
图1所示的本实施方式的电池调温装置1被搭载在电动车中。电池调温装置1调整搭载在电动车中的电池的温度。电动车是电动汽车、混合动力车等。电池是作为行驶用电源使用的二次电池。电池由电池组10中包含的多个电池单元12构成。
如图1所示,电池调温装置1具备电池组10和用来使冷却液向电池组10流动的冷却液回路20。
如图1、图2、图3所示,电池组10具有多个电池模组11。电池组10是将多个电池模组11汇集为1个而构成的。在电池组10中,多个电池模组11被收容在未图示的封装中。各电池模组11是将多个电池单元12汇集为1个而构成的。各电池单元12具有外装盒121和在外装盒121的上表面设置的2个电池端子122、123。外装盒121是金属制的方型。电池单元12例如是镍氢二次电池、锂离子二次电池等。
在各电池模组11中,多个电池单元12在各电池单元12的厚度方向上层叠。虽然没有图示,但多个电池单元12分别被串联地电连接。各电池模组11是以多个电池单元12的层叠方向为长度方向D1、以上下方向为高度方向D3、以与长度方向D1及高度方向D3正交的方向为宽度方向D2的长方体形状。长度方向D1是各电池模组11的长边方向。
多个电池单元12被端板13和侧板14约束。端板13相对于多个电池单元12在长度方向D1上的两侧各设有1个。侧板14相对于多个电池单元12在宽度方向D2的两侧各设有2个。
多个电池模组11在长度方向D1及宽度方向D2上排列。在本实施方式中,作为多个电池模组11而使用8个电池模组11。在长度方向D1上排列有2个电池模组11。在宽度方向D2上排列有4个电池模组11。各电池模组11包括12个电池单元12。
电池组10具有多个热交换器15。多个热交换器15分别形成冷却液流动的热交换流路16。多个热交换器15使电池组10具有的多个电池单元12与冷却液进行热交换。多个热交换器15配置在多个电池模组11的下侧。各热交换器15是扁平形状。
如图4所示,各热交换器15的平面形状是在一个方向上较长的长方形。在各热交换器15的一个方向的一侧的端部,设有冷却液的流入部17和流出部18。各热交换器15的热交换流路16形成为U字状。在各热交换器15中,如图4中的箭头那样,从流入部17流入到热交换流路16中的冷却液在从一个方向的一端侧向另一端侧流动后进行U形回转。U形回转后的冷却液在从一个方向的另一端侧向一端侧流动后从流出部18流出。
多个热交换器15在与各热交换器15的一个方向正交的方向上排列配置。在相邻的热交换器15彼此之间形成有间隙。
如图1所示,多个电池模组11以使长度方向D1与多个热交换器15的排列方向一致的方式设置在多个热交换器15的上侧。在本实施方式中,作为多个热交换器15而使用8个热交换器15。各电池模组11跨4个热交换器15而设置。
多个热交换器15包括多个第1热交换器15a和多个第2热交换器15b。各第1热交换器15a使各电池模组11的多个电池单元12中的位于长度方向D1的端侧的端侧电池单元12a与冷却液进行热交换。各第2热交换器15b使各电池模组11的多个电池单元12中的位于长度方向D1的中央侧的中央侧电池单元12b与冷却液进行热交换。在本实施方式中,多个端侧的电池单元12a分别相当于第1电池单元。第1热交换器15a相当于第1热交换部。多个中央侧的电池单元12b分别相当于第2电池单元。第2热交换器15b相当于第2热交换部。
在图1、图4中,从图的上侧起第1、4、5、8个热交换器15是第1热交换器15a。在图1、图4中,从图的上侧起第2、3、6、7个热交换器15是第2热交换器15b。如图4所示,第1热交换器15a的热交换流路16是第1热交换流路16a。第2热交换器15b的热交换流路16是第2热交换流路16b。
如图1所示,冷却液回路20是冷却液循环的闭回路。冷却液是液体的载热体。本实施方式的冷却液不仅被用于冷却用途,也被用于加热用途。在本实施方式中,冷却液回路20相当于使被温度调整后的载热体向第1热交换部及第2热交换部流动的载热体回路。冷却液回路20具有电动泵21、流量调整阀22、冷却部23和加热部24。
电动泵21形成冷却液的流动。流量调整阀22具有流入部221、第1流出部222和第2流出部223。流量调整阀22使从流入部221流入的冷却液从第1流出部222和第2流出部223分别分配流出。流量调整阀22分别调整来自第1流出部222的冷却液的流出量和来自第2流出部223的冷却液的流出量。
冷却部23和加热部24相对于电动泵21配置在冷却液流动的上游侧。冷却部23和加热部24是通过载热体的冷却或加热来调整载热体的温度的温度调整部。冷却部23是通过与制冷循环30的制冷剂的热交换而将冷却液冷却的冷却液侧的热交换部。冷却部23与制冷剂侧的热交换部31一起构成制冷循环30的蒸发器。制冷循环30是除了制冷剂侧的热交换部31以外还具备压缩机32、散热器33和膨胀阀34的蒸气压缩式的制冷循环。加热部24将冷却液加热。作为加热部24,使用电加热器。
在冷却液回路20中,从电动泵21喷出的冷却液经由流量调整阀22向多个热交换器15流入。从多个热交换器15流出的冷却液在被冷却部23或加热部24进行温度调整后,被电动泵21吸入。
冷却液回路20具有第1流路25、第2流路26和整体合流部27。第1流路25使从流量调整阀22的第1流出部222流出的冷却液向多个第1热交换器15a流入。即,第1流路25使被冷却部23或加热部24进行了温度调整的冷却液的一部分向多个第1热交换器15a流入。第1流路25将从多个第1热交换器15a流出的冷却液向整体合流部27引导。第2流路26使从流量调整阀22的第2流出部223流出的冷却液向多个第2热交换器15b流入。即,第2流路26使被冷却部23或加热部24进行了温度调整的冷却液的一部分向多个第2热交换器15b流入。第2流路26将从多个第2热交换器15b流出的冷却液向整体合流部27引导。
以将多个第1热交换器15a和多个第2热交换器15b并联连接的方式,将第1流路25和第2流路26与流量调整阀22及整体合流部27连接。
具体而言,第1流路25包括流入侧第1流路251和流出侧第1流路252。流入侧第1流路251将流量调整阀22的第1流出部222与各第1热交换器15a的流入部17连接。流出侧第1流路252将各第1热交换器15a的流出部18与整体合流部27连接。流入侧第1流路251将冷却液大致均等地分配,使其向各第1热交换器15a流入。流出侧第1流路252使从各第1热交换器15a流出的冷却液合流并将其向整体合流部27引导。
第2流路26包括流入侧第2流路261和流出侧第2流路262。流入侧第2流路261将流量调整阀22的第2流出部223与各第2热交换器15b的流入部17连接。流出侧第2流路262将各第2热交换器15b的流出部18与整体合流部27连接。流入侧第2流路261将冷却液大致均等地分配,使其向各第2热交换器15b流入。流出侧第2流路262使从各第2热交换器15b流出的冷却液合流并将其向整体合流部27引导。
流量调整阀22与第1流路25和第2流路26分别连接。流量调整阀22将由冷却部23或加热部24温度调整后的冷却液向第1流路25和第2流路26分配。流量调整阀22是分别调整在第1流路25中流动的冷却液的流量和在第2流路26中流动的冷却液的流量的流量调整部。
如图1所示,电池调温装置1具备多个温度传感器41、以及控制部42。
多个温度传感器41相对于各电池模组11的多个电池单元12中的规定的电池单元而设置。各温度传感器41是热敏电阻或热电偶等。各温度传感器41连接在控制部42的输入侧。
多个温度传感器41包括多个第1温度传感器41a和多个第2温度传感器41b。多个第1温度传感器41a对于各电池模组11的端侧的电池单元12a而设置。多个第2温度传感器41b对于各电池模组11的中央侧的电池单元12b而设置。在本实施方式中,对于各电池模组11设有2个第1温度传感器41a和2个第2温度传感器41b。
在控制部42的输出侧,连接着电动泵21、流量调整阀22、加热部24、压缩机32等控制对象设备。控制部42包括包含处理器、存储器的微型计算机及其周边电路。在存储器中,存储有用来对控制对象设备的动作进行控制的控制程序及控制数据等。存储器是非移动实体记录介质。非移动实体记录介质是非暂时性的有形存储介质(即,non-transitorytangible storage media)。
控制部42为了电池的温度调整而对电动泵21、加热部24、压缩机32等的动作进行控制。进而,控制部42为了使温度调整后的多个电池单元12的温度均匀而对流量调整阀22的动作进行控制。即,控制部42基于多个温度传感器41的检测结果,对向第1流路25和第2流路26分别分配的冷却液的流量进行控制。
以下,对控制部42进行的控制处理进行说明。控制部42在控制部42为动作状态时反复进行图5、图6、图7所示的控制处理。另外,在图5、图6、图7的各图中表示的步骤与实现各种功能的功能部对应。这在后述的实施方式中也是同样的。
首先,控制部42进行图5所示的控制处理,决定电池调温装置1的运转模式。如图5所示,在步骤S11中,控制部42取得单元最大温度Tc_max,并取得单元最小温度Tc_min。单元最大温度Tc_max是多个电池单元12的最大温度。单元最小温度Tc_min是多个电池单元12的最小温度。在本实施方式中,作为单元最大温度Tc_max,使用多个温度传感器41各自的检测温度的最大值。作为单元最小温度Tc_min,使用多个温度传感器41各自的检测温度的最小值。
接着,在步骤S12中,控制部42将单元最大温度Tc_max与冷却侧阈值Tc_max0进行比较。控制部42判定单元最大温度Tc_max是否是冷却侧阈值Tc_max0以上。在单元最大温度Tc_max为冷却侧阈值Tc_max0以上的情况下,控制部42判定为“是”,向步骤S13前进。在步骤S13中,控制部42决定为电池冷却模式,结束本处理。
在步骤S12中,在控制部42判定为“否”的情况下,向步骤S14前进。在步骤S14中,控制部42将单元最小温度Tc_min与加热侧阈值Tc_min0进行比较。控制部42判定单元最小温度Tc_min是否是加热侧阈值Tc_min0以下。在单元最小温度Tc_min为加热侧阈值Tc_min0以下的情况下,控制部42判定为“是”,向步骤S15前进。在步骤S15中,控制部42决定为电池加热模式,结束本处理。
在步骤S14中,在控制部42判定为“否”的情况下,控制部42结束本处理。该情况下,控制部42将控制对象设备设为停止的状态。即,不进行由电池调温装置1进行的电池的温度调整。
在步骤S13中,在运转模式被决定为电池冷却模式的情况下,控制部42使制冷循环30的压缩机32动作。由此,由冷却部23将冷却液冷却。进而,控制部42进行图6所示的控制处理,分别调整在第1流路25中流动的冷却液和在第2流路26中流动的冷却液。
如图6所示,在步骤S21中,控制部42取得电池的充放电电流I,并取得单元平均温度Tc。虽然没有图示,但在电池组10中,设有检测电池的充放电电流的电流传感器。控制部42从该电流传感器取得充放电电流I。单元平均温度Tc是多个电池单元12的平均温度。控制部42从多个温度传感器41取得各个检测温度,计算它们的平均值。
接着,在步骤S22中,控制部42基于所取得的充放电电流I和单元平均温度Tc,决定冷却液回路20的整体的冷却液流量L。冷却液流量L是从电动泵21喷出的冷却液的流量。根据焦耳定律,电池的发热量与电池的内部电阻R和电流I的平方的乘积成比例。为了预测电池的温度上升,在冷却液流量L的决定中使用充放电电流I。此时,使用将充放电电流I和单元平均温度Tc各自的大小与冷却液流量L的大小建立了对应的映射表。由此,控制部42对电动泵21的动作进行控制,以使得成为所决定的冷却液流量L。
此外,控制部42设定流量调整阀22对第1流路25和第2流路26的冷却液的流量分配比。即,控制部42设定从流量调整阀22分配的第1流路25的冷却液的流量即第1流量L1、与从流量调整阀22分配的第2流路26的冷却液的流量即第2流量L2的比。此时,作为流量分配比的初始值,控制部42将第1流量L1和第2流量L2设定为等量(即,L1:L2=50:50)。由此,控制部42对流量调整阀22的动作进行控制,以使第1流量L1和第2流量L2成为等量。
接着,在步骤S23中,控制部42判定冷却液流量L是否是规定流量L0以上。该判定是判定电池的发热负荷是否较高。例如,在电池的快速充电时,电池的发热量较大。因此,在步骤S22中决定的冷却液流量L比规定流量L0大。在冷却液流量L为规定流量L0以上的情况下,控制部42判定为“是”,向步骤S24前进。在冷却液流量L比规定流量L0小的情况下,控制部42判定为“否”,暂且结束本处理。该情况下,由流量调整阀22进行的流量分配不被变更。通过进行步骤S23,当端侧的电池单元12a和中央侧的电池单元12b间有温度差时、或者预想会有温度差时,流量分配比被变更。
在步骤S24中,控制部42取得第1单元温度Tc1并取得第2单元温度Tc2。第1单元温度Tc1是各电池模组11中的端侧的电池单元12a的平均温度。控制部42取得多个第1温度传感器41a的检测温度,计算所取得的检测温度的平均值,从而取得第1单元温度Tc1。第2单元温度Tc2是各电池模组11中的中央侧的电池单元12b的平均温度。控制部42取得多个第2温度传感器41b的检测温度,计算所取得的检测温度的平均值,从而取得第2单元温度Tc2。
接着,在步骤S25中,判定第2单元温度Tc2与第1单元温度Tc1的温度差(即Tc2-Tc1)是否比第1阈值ΔT0大。另外,如后述那样,第2单元温度Tc2是高温侧,第1单元温度Tc1是低温侧。在Tc2-Tc1为第1阈值ΔT0以下的情况下,控制部42判定为“否”,暂且结束本处理。该情况下,流量分配比不被变更。另一方面,在Tc2-Tc1比第1阈值ΔT0大的情况下,控制部42判定为“是”,向步骤S26前进。
在步骤S26中,控制部42将流量分配比变更,以使第2流量L2比第1流量L1大。即,控制部42将L1:L2=50:50变更为L1:L2=a1:b1。此时,a1<b1。a1、b1各自的数值是将相对于总流量的比例用百分率表示的值。变更后的第1流量L1与第2流量L2的比(即,L1:L2=a1:b1)基于在步骤S21中取得的充放电电流I而设定。在该设定中,使用将充放电电流I的大小和第1流量L1与第2流量L2的比建立了对应的映射表。另外,变更后的第1流量L1与第2流量L2的比不限于基于充放电电流I的大小而设定,也可以基于与电池的发热量有关的其他参数、例如来自电池的热流通量而设定。
由此,控制部42使流量调整阀22动作,以使得成为在步骤S26中决定的变更后的第1流量L1与第2流量L2的比。即,控制部42使流量调整阀22动作,以使得相比初始设定而言,第2流量L2增大,第1流量L1减小。
接着,在步骤S27中,控制部42在通过步骤S26刚刚变更流量分配比后的t秒后,与步骤S24同样,取得第1单元温度Tc1并取得第2单元温度Tc2。
接着,在步骤S28中,控制部42判定第2单元温度Tc2与第1单元温度Tc1的温度差(即Tc2-Tc1)是否比第2阈值ΔT1小。第2阈值ΔT1是第1阈值ΔT0以上的值(即ΔT1≧ΔT0)。在Tc2-Tc1比第2阈值ΔT1小的情况下,控制部42判定为“是”,暂且结束本处理。由此,不进行流量分配比的进一步的变更。
在步骤S28中判定为“否”的情况下,控制部42向步骤S29前进。在步骤S29中,控制部42将流量分配比进一步变更。使变更后的第2流量L2的分配值从变更前的第2流量L2增大规定量α(即,变更后L2=变更前L2+α)。使变更后的第1流量L1的分配值从变更前的第1流量L1减小规定量α(即,变更后L1=变更前L1-α)。规定量α是预先设定的增减量。由此,控制部42使流量调整阀22动作,以使得第2流量L2比变更前增大、第1流量L1比变更前减小。
然后,控制部42向步骤S27前进。由此,反复进行流量分配比的变更,直到确认到温度差的减小。
此外,在图5的步骤S15中运转模式被决定为电池加热模式的情况下,控制部42使加热部24动作。由此,由加热部24将冷却液加热。进而,控制部42进行图7所示的控制处理,分别调整在第1流路25中流动的冷却液和在第2流路26中流动的冷却液。
在图7所示的控制处理中,图6所示的控制处理的步骤S26、S29分别被变更为步骤S26-1、S29-1。其他步骤与图6所示的控制处理相同。
在步骤S26-1中,控制部42变更流量分配比,以使第1流量L1比第2流量L2大。即,控制部42将L1:L2=50:50变更为L1:L2=a2:b2。此时,a2>b2。a2、b2各自的数值是将相对于总流量的比例用百分率表示的值。
由此,控制部42使流量调整阀22动作,以成为在步骤S26-1中决定的变更后的第1流量L1与第2流量L2的比。即,控制部42使流量调整阀22动作,以使得与初始设定相比第2流量L2减小、第1流量L1增大。
在步骤S29-1中,控制部42将流量分配比进一步变更。使变更后的第1流量L1的分配值从变更前的第1流量L1增大规定量α(即,变更后L1=变更前L1+α)。使变更后的第2流量L2的分配值从变更前的第2流量L2减少规定量α(即,变更后L2=变更前L2-α)。由此,控制部42使流量调整阀22动作,以使第1流量L1相比变更前增大,第2流量L2相比变更前减小。
接着,对于本实施方式的电池调温装置1的效果,通过本实施方式的电池调温装置1与图8所示的比较例1的电池调温装置J1的比较进行说明。在比较例1的电池调温装置J1中,冷却液回路J20构成为,将冷却液向各热交换器15均等地分配。比较例1的电池调温装置J1的其他结构与第1实施方式的电池调温装置1相同。
在电动车中,由多个电池单元12构成的电池在高电压下使用。因此,多个电池单元12被串联连接。因而,当在电池的充放电时流过电流,各电池单元12同等地发热。
但是,在本实施方式及比较例1的各电池模组11中,多个电池单元12在一个方向上层叠。因此,在电池快速充电时等各电池单元12的发热量大的规定的使用条件时,在各电池模组11内,热限制在多个电池单元12中的中央侧的电池单元12b中。即,中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a相比散热性低。
结果,在电池组10的各电池单元12的温度没有被冷却液调整的非调温状态下,在各电池模组11中,多个电池单元12具有中央侧的电池单元12b的温度比端侧的电池单元12a的温度高的温度分布。换言之,在非调温状态下,在端侧的电池单元12a及中央侧的电池单元12b的规定的使用条件时,伴随着由端侧的电池单元12a及中央侧的电池单元12b的充放电带来的发热,在端侧的电池单元12a和中央侧的电池单元12b间产生温度差。非调温状态是端侧的电池单元12a和中央侧的电池单元12b各自的温度没有被冷却液调整的状态。
另外,非调温状态下的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差是在没有流过冷却液的状态下测定的端侧的电池单元12a的温度与中央侧的电池单元12b的温度的差。本实施方式的电池调温装置1在各电池单元12的发热量较大的规定的使用条件时总是使冷却液流过,但也可以不是总是使冷却液流过。总之,本发明的电池调温装置对于在规定的使用条件时总是使载热体流过的电池调温装置和在规定的使用条件时使载热体流过或不流过的电池调温装置都适用。
如图8所示,在比较例1的电池调温装置J1中,冷却液回路构成为,使冷却液向各热交换器15均等地分配。因此,各电池单元12与冷却液之间的导热量大致相同。比较例1的电池调温装置J1的其他结构与本实施方式的电池调温装置1相同。
在各电池单元12的发热量较大的规定的使用条件时,比较例1的电池调温装置J1以电池冷却模式动作。该情况下,如图9所示,在多个电池单元12被冷却后,多个电池单元12也在各电池模组11内具有中央侧的电池单元12b的温度比端侧的电池单元12a的温度高的温度分布。图9的横轴的测温位置的号码1~32与图8中的对于多个温度传感器41附加的方框内的号码1~32相对应。
相对于此,在本实施方式中,如上述那样,在各电池单元12的发热量较大的规定的使用条件时,本实施方式的电池调温装置1以电池冷却模式动作。在该冷却模式下,进行图6的步骤S26、S29。由此,如图10所示,通过流量调整阀22使第2流路26的第2流量L2比第1流路25的第1流量L1大,以使端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。因此,中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。由此,根据本实施方式,与比较例1相比,能够降低通过冷却液冷却后的中央侧的电池单元12b的温度。
这样,流量调整阀22在规定的使用条件时,调整端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量以及中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量,以使得与非调温状态相比,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。因此,能够使由冷却液冷却后的中央侧的电池单元12b的温度和端侧的电池单元12a的温度接近于相同的温度。结果,能够使电池组10内的多个电池单元12的温度接近于均匀。另外,在本实施方式中,流量调整阀22相当于载热体回路具有的导热量调整部。
具体而言,如图11所示,根据本实施方式,在多个电池单元12被冷却后,能够减小中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a的温度差。图11的横轴的测温位置的号码1~32与图10中的对于多个温度传感器41附加的方框内的号码1~32相对应。
图9和图11是检测快速充电时的各电池单元12的温度的结果,是电池的使用条件相同时的结果。在比较例1中,中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a的温度差最大为5.3℃。相对于此,在本实施方式中,该温度差最大为1.3℃。
已知如果电池单元12的温度成为高温则会促进电池单元12的劣化。根据本实施方式,能够使电池组10内的多个电池单元12的温度接近于均匀。能够使得不会在电池组10内的多个电池单元12中产生局部的高温部。因此,能够抑制电池单元12的劣化。
此外,在需要各电池单元12的加热的规定的使用条件时,比较例1的电池调温装置J1以加热模式动作。该情况下,虽然没有图示,但加热后的多个电池单元12在各电池模组11内具有中央侧的电池单元12b的温度比端侧的电池单元12a的温度高的温度分布。
相对于此,在本实施方式的电池调温装置1的电池加热模式下,在中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a的温度差比规定值大的情况下,通过流量调整阀22,使得流入到第1热交换器15a中的被加热了的冷却液的流量比流入到第2热交换器15b中的被加热了的冷却液的流量大。由此,使端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量比中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量大。这样,在电池加热模式时,流量调整阀22也在规定的使用条件时调整端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量以及中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量,以使得与非调温状态相比,由冷却液加热后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。
由此,能够使由冷却液加热后的中央侧的电池单元12b的温度和端侧的电池单元12a的温度接近于相同的温度。结果,能够使电池组10内的多个电池单元12的温度接近于均匀。
这里,在图12中,表示在本实施方式的电池调温装置1的电池冷却模式时、流量调整阀22的流量分配比与中央侧的电池单元12b及端侧的电池单元12a的温度差之间的关系。图12是冷却液回路20的总流量为30L/min时的实验结果。在图12的纵轴上,将中央侧的电池单元12b的温度比端侧的电池单元12a的温度高时的温度差用正值表示。将中央侧的电池单元12b的温度比端侧的电池单元12a的温度低时的温度差用负值表示。在图12的横轴上,上下排列的数值表示在第1流路25中流动的冷却液的流量与在第2流路26中流动的冷却液的流量的比。上下排列的数值是将各流路的流量相对于总流量的比例用百分率表示的值。两者的流量比例的合计是100%。冷却液的流量是体积流量。
另外,在第1流路25中流动的冷却液的流量是经过流量调整阀22的第1流出部222的冷却液的第1流量。在第2流路26中流动的冷却液的流量是经过流量调整阀22的第2流出部223的冷却液的第2流量。第1流出部222相当于与第1流路25连通的第1连通部。第2流出部223相当于与第2流路26连通的第2连通部。
如图12所示,在第1流路25中流动的冷却液的流量越少,温度差越小。但是,如果在第1流路25中流动的冷却液的流量小于1%,则端侧的电池单元12a的温度比中央侧的电池单元12b的温度高,温度差比2℃大。
所以,在规定的使用条件时,流量调整阀22如图12所示,分别调整在第1流路25中流动的冷却液的流量和在第2流路26中流动的冷却液的流量,以使得在第1流路25中流动的冷却液的流量成为5%以下且1%以上。此时,在第1流路25中流动的冷却液的流量与在第2流路26中流动的冷却液的流量的合计是冷却液回路20的总流量。由此,能够使冷却后的温度差成为±2℃以内。
此外,为了使冷却后的温度差成为±2℃以内,进行调整以使在第1流路25中流动的冷却液的流量相对于总流量成为3%±2%的范围内即可。3%是5%以下且1%以上的范围的中值。在进行希望的流量调整范围内的流量调整的情况下,实用的流量调整精度是流量调整范围的1/10。在流量调整范围为±2%的情况下,需要的流量调整精度是±0.2%。因此,通过使用流量调整精度为±0.2%以内的流量调整阀22,能够实现总流量的5%以下且1%以上的微小流量的调整。
另外,如果冷却液回路20的总流量是接近于30L/min的大小,则推测在30L/min以外的情况下也成为与上述结果相同的结果。
(第2实施方式)
如图13、图14、图15所示,在本实施方式的电池调温装置1中,多个热交换器分别是蛇型(Serpentine)的热交换器50。对于多个电池模组11分别各设有1个热交换器50。本实施方式的其他结构与第1实施方式相同。
如图14、图15所示,在1个电池模组11中,多个电池单元12在厚度方向上排列。以在相邻的电池单元12彼此之间夹着热交换器50的一部分的状态,将多个电池单元12层叠。多个电池单元12与第1实施方式同样,被端板13和侧板14约束。
热交换器50形成冷却液经过相邻的电池单元12之间、并且冷却液蜿蜒流动的热交换流路51。具体而言,热交换器50具有多个单元间部52和多个连结部53。
多个单元间部52分别是配置在多个电池单元12中相邻的2个电池单元12之间的部分。多个单元间部52以能够设置1个电池单元12的间隔在长度方向D1上排列。单元间部52的较长方向与宽度方向D2一致。单元间部52的较短方向与高度方向D3一致。
多个连结部53分别将相邻的2个单元间部52连结。多个连结部53分别在长度方向D1上相对于单元间部52交替地位于宽度方向D2的一侧和另一侧。多个连结部53分别将在长度方向D1上相邻的2个单元间部52的冷却液的流动的朝向改变为相反的朝向。
在1个电池模组11具有的2个端板13,形成有与热交换器50的热交换流路51相连的冷却液的流路。在一个端板13中设有冷却液的流入部54。在另一个端板13中设有冷却液的流出部55。
在1个电池模组11中,从流入部54流入到热交换流路51中的冷却液从长度方向D1的一侧朝向另一侧蜿蜒流动后,从流出部55流出。此时,冷却液在相邻的电池单元12彼此之间流动。因此,在1个电池模组11内,多个电池单元12的温度差较小。
如图13所示,多个电池模组11在长度方向D1和宽度方向D2各自的方向上排列。在本实施方式中,作为多个电池模组11而使用8个电池模组11。在长度方向D1上排列有2个电池模组11。在宽度方向D2上排列有4个电池模组11。
此外,在本实施方式中,多个电池模组11中的位于宽度方向D2上的端侧的端侧模组11a的热交换器50是第1热交换器50a。第1热交换器50a使端侧模组11a具有的多个电池单元12c与冷却液热交换。多个电池模组11中的位于宽度方向D2上的中央侧的中央侧模组11b的热交换器50是第2热交换器50b。第2热交换器50b使中央侧模组11b具有的多个电池单元12d与冷却液热交换。
在本实施方式中,端侧模组11a具有的多个电池单元12c分别相当于第1电池单元。第1热交换器50a相当于第1热交换部。中央侧模组11b具有的多个电池单元12d分别相当于第2电池单元。第2热交换器50b相当于第2热交换部。
与第1实施方式的多个第1热交换器15a同样,多个第1热交换器50a与冷却液回路20的第1流路25连接。具体而言,各第1热交换器50a的流入部54与流入侧第1流路251连接。各第1热交换器50a的流出部55与流出侧第1流路252连接。
与第1实施方式的多个第2热交换器15b同样,多个第2热交换器50b与冷却液回路20的第2流路26连接。具体而言,各第2热交换器50b的流入部54与流入侧第2流路261连接。各第2热交换器50b的流出部55与流出侧第2流路262连接。
通过流量调整阀22,调整向多个第1热交换器50a和多个第2热交换器50b分别流入的冷却液的流量。
图16表示图13中的带有方框中的号码1~4的测温位置处的温度传感器41的检测温度。测温位置的号码1、4处的检测温度是端侧模组11a的电池单元12c的温度。测温位置的号码2、3处的检测温度是中央侧模组11b的电池单元12d的温度。
如图16所示,本实施方式的电池组10的多个电池单元12具有中央侧模组11b的各电池单元12d的温度比端侧模组11a的各电池单元12c的温度高的温度分布。该温度分布是电池快速充电时等各电池单元12的发热量较大的规定的使用条件时的温度分布。该温度分布是电池组10的各电池单元12的温度没有被冷却液调整的非调温状态下的温度分布。换言之,在非调温状态下,在端侧模组11a的电池单元12c及中央侧模组11b的电池单元12d的规定的使用条件时,伴随着由这些电池单元12c、12d的充放电带来的发热,在端侧模组11a的电池单元12c与中央侧模组11b的电池单元12d间产生温度差。
在本实施方式中控制部42也进行与第1实施方式相同的控制处理。端侧模组11a的电池单元12c对应于第1实施方式的端侧的电池单元12a。中央侧模组11b的电池单元12d对应于第1实施方式的中央侧的电池单元12b。
因此,流量调整阀22在规定的使用条件时,调整端侧模组11a的电池单元12c与冷却液之间的第1导热量以及中央侧模组11b的电池单元12d与冷却液之间的第2导热量,以使得与非调温状态相比,由冷却液进行温度调整后的端侧模组11a的电池单元12c与中央侧模组11b的电池单元12d的温度差变小。由此,通过本实施方式,也能得到与第1实施方式同样的效果。
(第3实施方式)
在本实施方式的电池调温装置1中,相对于第1实施方式的电池调温装置1,追加了图17、图18所示的结构。
如图18所示,在各电池模组11中,在多个电池单元12上分别设有凹部61,以形成多个由相邻的2个电池单元12和热交换器15包围的空间60。在多个空间60中分别填充有导热促进材料62。各导热促进材料62以与电池单元12和热交换器15双方相接的方式填充。各导热促进材料62是导热性比电池单元12的封装高的材料。作为各导热促进材料62,使用导热凝胶等。
在多个导热促进材料62中的被填充在端侧的电池单元12a的凹部61中的第1导热促进材料62a以及被填充在中央侧的电池单元12b的凹部61中的第2导热促进材料62b中,导热促进材料62的填充量不同。即,第2导热促进材料62b的填充量比第1导热促进材料62a的填充量多。因此,中央侧的电池单元12b与第2导热促进材料62b的接触面即第2接触面S2的面积比端侧的电池单元12a与第1导热促进材料62a的接触面即第1接触面S1的面积大。
在本实施方式中,热主要经由导热促进材料62在电池单元12与热交换器15之间移动。因而,第1接触面S1是主要贡献于端侧的电池单元12a与第1热交换器15a之间的导热的第1电池单元的表面。该第1接触面S1的面积相当于第1导热面积。此外,第2接触面S2是主要贡献于中央侧的电池单元12b和第2热交换器15b之间的导热的第2电池单元的表面。该第2接触面S2的面积相当于第2导热面积。
由于第2接触面S2的面积比第1接触面S1的面积大,中央侧的电池单元12b与第2热交换器15b之间的热阻比端侧的电池单元12a与第1热交换器15a之间的热阻小。即,中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。因此,相比于端侧的电池单元12a与冷却液的热交换,能够更促进中央侧的电池单元12b与冷却液的热交换。
在本实施方式中,第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积被设定为不同的大小,以使得在最大发热条件时,在冷却液被向各热交换器15均等地分配的情况下,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差最小。最大发热条件是各电池单元12的发热量为最大的规定的使用条件。因而,在该最大发热条件时,控制部42可以不将流量分配比从初始设定进行变更。
根据本实施方式,即使在将冷却液向各热交换器15均等地分配的情况下,也能够使中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。由此,在本实施方式中也与第1实施方式同样,能得到能够使冷却后的中央侧的电池单元12b的温度和端侧的电池单元12a的温度接近于相同温度的均温化效果。
这样,在本实施方式中,第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积被调整为不同的大小。由此,与非调温状态相比,第1导热量和第2导热量被调整,以使得由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。在本实施方式中,第1导热促进材料62a和第2导热促进材料62b相当于将第1导热面积和第2导热面积调整为不同大小的导热面积调整部。进而,第1导热促进材料62a和第2导热促进材料62b相当于导热量调整部,该导热量调整部,在规定的使用条件时调整第1电池单元与载热体之间的第1导热量以及第2电池单元与载热体之间的第2导热量,以使得与非调温状态相比,由载热体进行的温度调整后的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。由此,在本实施方式中,电池组10具有导热量调整部。
此外,根据本实施方式,与第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积相同的情况相比,促进了中央侧的电池单元12b与冷却液的热交换。因此,与第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积相同的情况相比,能够减小为了使中央侧的电池单元12b的温度成为相同的目标温度所需要的电动泵21的负荷。由此,能够降低电动泵21的功率或采用更小容量的电动泵21从而降低成本。
此外,在最大发热条件以外的发热条件时,仅通过第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积的差异不能得到较高的均温化效果。因此,在最大发热条件以外的发热条件时,与第1实施方式同样,控制部42通过流量调整阀22调整流量分配比,以使端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,在最大发热条件以外的发热条件时也能够得到较高的均温化效果。
此外,根据本实施方式,将第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积设定为不同的大小,以使得在最大发热条件时,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差成为最小。因此,与第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积相同的第1实施方式相比,能够缩小为了减小端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差而需要的流量调整阀22的流量调整范围。
此外,在电池加热模式时,与第1实施方式同样,控制部42调整流量分配比,以使由冷却液加热后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,在电池加热模式时也能够得到较高的均温化效果。
另外,在本实施方式中,冷却液回路20具有流量调整阀22。但是,冷却液回路20也可以不具有流量调整阀22。该情况下,与第1接触面S1的面积和第2接触面S2的面积相同的情况相比,也能够使由冷却液冷却后的多个电池单元12的温度接近于相同的温度。
此外,在本实施方式中,由于以电池冷却模式时的均温化为目的,所以将中央侧的电池单元12b的第2接触面S2的面积设定得比端侧的电池单元12a的第1接触面S1的面积大。但是,也可以以电池加热模式时的均温化为目的而将第1接触面S1的面积设定得比第2接触面S2的面积大。
(第4实施方式)
在本实施方式的电池调温装置1中,相对于第1实施方式的电池调温装置1,变更了多个热交换器15的结构。其他结构与第1实施方式相同。
具体而言,如图19、图20、图21所示,在本实施方式中,第1热交换器15a的第1热交换流路16a和第2热交换器15b的第2热交换流路16b的流路数量不同。即,如图19所示,第2热交换流路16b中的位于电池模组11下侧的流路的数量比第1热交换流路16a中的位于电池模组11下侧的流路的数量多。
由此,对于第1热交换器15a和第2热交换器15b而言,构成热交换流路16的壁面161的总面积不同。即,构成第2热交换流路16b的第2壁面161b的总面积大于构成第1热交换流路16a的第1壁面161a的总面积。第2壁面161b的总面积是第2热交换器15b与冷却液的第2接触面积。第1壁面161a的总面积是第1热交换器15a与冷却液的第1接触面积。
因此,第2热交换器15b的热交换性能比第1热交换器15a的热交换性能高。即,中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。由此,相比于端侧的电池单元12a与冷却液的热交换,更能够促进中央侧的电池单元12b与冷却液的热交换。
在本实施方式中,将第1壁面161a的总面积和第2壁面161b的总面积设定为不同的大小,以使得在最大发热条件时,在冷却液被向各热交换器15均等地分配的情况下,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差成为最小。因而,在该最大发热条件时,控制部42可以不将流量分配比从初始设定进行变更。
根据本实施方式,即使在冷却液被向各热交换器15均等地分配的情况下,与第1壁面161a的总面积和第2壁面161b的总面积相同的情况相比,也能够使中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。由此,通过本实施方式也能得到与第1实施方式同样的均温化效果。
这样,在本实施方式中,第1壁面161a的总面积和第2壁面161b的总面积被调整为不同的大小。由此,调整了第1导热量和第2导热量,以使得与非调温状态相比,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。在本实施方式中,第1壁面161a和第2壁面161b相当于将第1热交换部与载热体的第1接触面积以及第2热交换部与载热体的第2接触面积调整为不同大小的接触面积调整部。进而,第1壁面161a和第2壁面161b相当于在规定的使用条件时调整第1电池单元与载热体之间的第1导热量以及第2电池单元与载热体之间的第2导热量、以使得与非调温状态相比由载热体进行温度调整后的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小的导热量调整部。由此,在本实施方式中,电池组10具有导热量调整部。
此外,根据本实施方式,相比于第1壁面161a的总面积与第2壁面161b的总面积相同的情况,促进了中央侧的电池单元12b与冷却液的热交换。因此,相比于第1壁面161a的总面积与第2壁面161b的总面积相同的情况,能够减小为了使中央侧的电池单元12b的温度成为相同的目标温度所需要的电动泵21的负荷。由此,能够降低电动泵21的功率或采用更小容量的电动泵21从而降低成本。
此外,在最大发热条件以外的发热条件时,仅通过第1壁面161a的总面积与第2壁面161b的总面积的差异不能得到较高的均温化效果。因此,在最大发热条件以外的发热条件时,与第1实施方式同样,控制部42通过流量调整阀22调整流量分配比,以使端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,在最大发热条件以外的发热条件时也能得到较高的均温化效果。
此外,根据本实施方式,将第1壁面161a的总面积和第2壁面161b的总面积设定为不同的大小,以使得在最大发热条件时,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差成为最小。因此,与第1壁面161a的总面积和第2壁面161b的总面积相同的第1实施方式相比,能够缩窄为了减小端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差而需要的流量调整阀22的流量调整范围。
此外,在电池加热模式时,与第1实施方式同样,控制部42调整流量分配比,以使端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,在电池加热模式时也能够得到较高的均温化效果。
另外,在本实施方式中,冷却液回路20具有流量调整阀22。但是,冷却液回路20也可以不具有流量调整阀22。该情况下,与第1壁面161a的总面积和第2壁面161b的总面积相同的情况相比,也能够使由冷却液冷却后的多个电池单元12的温度接近于相同的温度。
(第5实施方式)
如图22所示,本实施方式的电池调温装置1具备电池组10和冷却液回路20。电池组10的结构与第1实施方式相同。冷却液回路20具有电动泵21、分支部71、流路切换阀72、第1流路73、第2流路74、流路连接部75、冷却部23和加热部24。
分支部71连接在电动泵21的喷出侧。分支部71使电动泵21的喷出侧的流路分支为2个流路。
流路切换阀72切换第1流路73和第2流路74的连接状态。流路切换阀72具有第1流入流路721、第2流入流路722、第1流出流路723和第2流出流路724。流路切换阀72的第1流入流路721连接在分支部71的一个流出侧。
第1流路73使从电动泵21喷出的冷却液流入到多个第1热交换器15a中。第1流路73将从多个第1热交换器15a流出的冷却液向流路连接部75引导。具体而言,第1流路73包括一端侧与各第1热交换器15a的流入部17连接的流入侧第1流路731以及一端侧与各第1热交换器15a的流出部18连接的流出侧第1流路732。流入侧第1流路731的另一端侧与流路切换阀72的第1流出流路724连接。流入侧第1流路731将从第1流出流路724流出的冷却液大致均等地分配,使其向各第1热交换器15a流入。流出侧第1流路732的另一端侧与流路连接部75连接。流出侧第1流路732将从各第1热交换器15a流出的冷却液合流而向流路连接部75引导。
第2流路74使从电动泵21喷出的冷却液向多个第2热交换器15b流入。第2流路74供从多个第2热交换器15b流出的冷却液流动。具体而言,第2流路74包括一端侧与各第2热交换器15b的流入部17连接的流入侧第2流路741以及一端侧与各第2热交换器15b的流出部18连接的流出侧第2流路742。流入侧第2流路741的另一端侧连接在分支部71的另一个流出侧。流入侧第2流路741将冷却液大致均等地分配,使其向各第2热交换器15b流入。流出侧第2流路742的另一端侧与流路切换阀72的第2流入流路722连接。流出侧第2流路742将从各第2热交换器15b流出的冷却液合流而向第2流入流路722引导。
流路连接部75的流入侧与流出侧第1流路732的另一端侧以及流路切换阀72的第1流出流路723分别连接。流路连接部75的流出侧与冷却部23连接。
如图23所示,流路切换阀72是具有壳体725和阀726的旋转阀。在壳体725的内部收容阀726。壳体725是圆筒状。在壳体725,形成有第1流入流路721、第2流入流路722、第1流出流路723和第2流出流路724。阀726是圆柱状。在阀726,形成有用来将该2个流入流路721、722和该2个流出流路723、724选择性地连接的2个连接流路727、728。阀726以轴心为中心旋转,从而将2个流入流路721、722和2个流出流路723、724选择性地连接。
如图24所示,流路切换阀72被切换为第1状态、第2状态及第3状态的某个状态。第1状态是第1流入流路721和第2流出流路724导通、第2流入流路722和第1流出流路723导通的状态。第2状态是第2流入流路722和第2流出流路724导通、第1流出流路723及第1流出流路723切断的状态。第3状态是第1流入流路721和第2流出流路724导通、第2流入流路722和第2流出流路724导通、第1流出流路723切断的状态。
如图25所示,当流路切换阀72为第1状态时,冷却液回路20成为第1流路73和第2流路74被并联连接的并联连接状态。即,多个第1热交换器15a和多个第2热交换器15b被并联地连接。此时,如图25中的箭头那样,从电动泵21喷出的冷却液在分支部71分支,在第1流路73和第2流路74的各自中流动。在分支部71,冷却液大致均等地分支。由此,被温度调整了的大致相同流量的冷却液流到各第1热交换器15a和各第2热交换器15b中。然后,在第1流路73中流动的冷却液和在第2流路74中流动的冷却液在流路连接部75处合流。在流路连接部75处合流了的冷却液在被冷却部23或加热部24进行温度调整后,被电动泵21吸入。
如图26所示,在流路切换阀72为第2状态时,冷却液回路20成为第1流路73和第2流路74被串联地连接的串联连接状态。即,第1热交换器15a和第2热交换器15b被串联连接。此时,如图26中的箭头那样,从电动泵21喷出的冷却液按照分支部71、第2流路74、流路切换阀72、第1流路73、流路连接部75的顺序流动。由此,被温度调整后的冷却液向各第2热交换器15b流入,与中央侧的电池单元12b热交换。在各第2热交换器15b中热交换后的冷却液向各第1热交换器15a流入,与端侧的电池单元12a热交换。然后,从第1流路73流出的冷却液在被冷却部23或加热部24温度调整后,被电动泵21吸入。
如图27所示,在流路切换阀72为第3状态时,冷却液回路20的第1流路73和第2流路74成为串联连接与并联连接的中间的中间连接状态。此时,如图27中的箭头那样,从电动泵21喷出的冷却液在分支部71被向一方和另一方分支。在分支部71处分支后的一方的冷却液经由流路切换阀72向第1流路73流入。在分支部71处分支后的另一方的冷却液在流过第2流路74后向流路切换阀72流入,与朝向第1流路73的冷却液合流。从第1流路73流出的冷却液在被冷却部23或加热部24温度调整后被电动泵21吸入。
图28是表示流路切换阀72的各状态与各热交换器15的流入侧的冷却液温度之间的关系的图。在各状态下,左侧的冷却液温度是第1热交换器15a的流入侧的冷却液温度。右侧的冷却液温度是第2热交换器15b的流入侧的冷却液温度。
在第1状态下,大致相同流量的冷却液流过各第1热交换器15a和各第2热交换器15b。因此,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液温度和各第2热交换器15b的流入侧的冷却液温度大致相同。
在第2状态下,从第2流路74流出的冷却液全部向第1流路73流入。因此,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液温度比各第2热交换器15b的流入侧的冷却液温度高。各第1热交换器15a的流入侧的冷却液与各第2热交换器15b的流入侧的冷却液的温度差在第2状态时最大。
这样,流路切换阀72是对各第1热交换器15a和各第2热交换器15b并联连接的冷却液回路20的第1状态、以及各第1热交换器15a和各第2热交换器15b串联连接的冷却液回路20的第2状态进行切换的切换阀。通过利用流路切换阀72使冷却液回路20成为第2状态,在各第2热交换器15b中热交换而温度上升后的冷却液向各第1热交换器15a流入。由此,能够在向各第1热交换器15a流入的冷却液和向各第2热交换器15b流入的冷却液间形成温度差。由此,流路切换阀72相当于温度差形成部。
在第3状态下,在各第2热交换器15b中热交换后的冷却液与朝向第1流路73的冷却液合流。因此,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液温度比各第2热交换器15b的流入侧的冷却液温度高。但是,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液与各第2热交换器15b的流入侧的冷却液的温度差比第2状态下的温度差小。
电池调温装置1与第1实施方式同样,具备多个温度传感器41、以及控制部42。但是,在本实施方式中,控制部42基于多个温度传感器41的检测结果切换流路切换阀72的状态。由此,控制被向第1流路25和第2流路26分别分配的冷却液的温度。
以下,对电池冷却模式时的控制处理进行说明。如图29所示,在步骤S31中,控制部42取得第1单元温度Tc1并取得第2单元温度Tc2。该步骤S31与图6的步骤S24相同。
接着,在步骤S32中,判定第2单元温度Tc2与第1单元温度Tc1的温度差(即Tc2-Tc1)是否比第1阈值ΔT0大。在Tc2-Tc1为第1阈值ΔT0以下的情况下,控制部42判定为“否”,向步骤S33前进。在步骤S33中,控制部42将流路切换阀72设为第1状态,结束本处理。
由此,在中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a的温度差较小的情况下,第1流路73和第2流路74被并联连接。因而,该情况下,在向各第1热交换器15a流入的冷却液和向各第2热交换器15b流入的冷却液间不形成温度差。或者,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液与各第2热交换器15b的流入侧的冷却液的温度差最小。
另一方面,在步骤S32中,在Tc2-Tc1比第1阈值ΔT0大的情况下,控制部42判定为“是”,向步骤S34前进。
在步骤S34中,控制部42进一步判定Tc2-Tc1是否比第2阈值ΔT2大。第2阈值ΔT2是比第1阈值ΔT0大的值。在Tc2-Tc1为第2阈值ΔT2以下的情况下,控制部42判定为“否”,向步骤S35前进。在步骤S35中,控制部42将流路切换阀72设为第3状态,结束本处理。
由此,在中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a的温度差比第1阈值ΔT0大且为第2阈值ΔT2以下的情况下,流路切换阀72将第1流路73和第2流路74设为中间连接。因此,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液温度比各第2热交换器15b的流入侧的冷却液温度高。即,中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。由此,通过本实施方式也能得到与第1实施方式同样的效果。
另一方面,在步骤S34中,在Tc2-Tc1比第2阈值ΔT2大的情况下,控制部42判定为“是”,向步骤S36前进。在步骤S36中,控制部42将流路切换阀72设为第2状态,结束本处理。
由此,在中央侧的电池单元12b与端侧的电池单元12a的温度差比第2阈值ΔT2大的情况下,流路切换阀72将第1流路73与第2流路74串联连接。因此,各第1热交换器15a的流入侧的冷却液温度比各第2热交换器15b的流入侧的冷却液温度高。即,中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量比端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量大。由此,根据本实施方式,能得到与第1实施方式同样的效果。
这样,流路切换阀72在规定的使用条件时,调整端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量以及中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量,以使得与非调温状态相比,由冷却液冷却后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,流路切换阀72相当于载热体回路具有的导热量调整部。
此外,在本实施方式中,在温度差比第2阈值ΔT2大的情况下,将第1热交换器15a和第2热交换器15b串联连接。该情况下,与将第1热交换器15a和第2热交换器15b并联连接的情况相比,流到第2热交换器15b中的冷却液的流量变多。因此,根据本实施方式,与将第1热交换器15a和第2热交换器15b并联连接的情况相比,能够将为了使中央侧的电池单元12b的温度成为相同的目标温度而需要的电动泵21的喷出量设定得较少。由此,能够降低电动泵21的功率或采用更小容量的电动泵21从而降低成本。
(第6实施方式)
如图30所示,在本实施方式的电池调温装置1中,相对于第5实施方式的电池调温装置1,追加了在第1实施方式中说明的流量调整阀22。
流量调整阀22配置于在第5实施方式中说明的分支部71。流量调整阀22的流入部221连接在电动泵21的冷却液的喷出侧。流量调整阀22的第1流出部222与流路切换阀72的第1流入流路721连接。流量调整阀22的第2流出部223连接在流入侧第2流路741的另一端侧。
在本实施方式中,与第1实施方式同样,控制部42在电池冷却模式时及电池加热模式时,基于多个温度传感器41的检测结果,通过流量调整阀22控制向第1流路25和第2流路26分别分配的冷却液的流量。进而,与第5实施方式同样,控制部42基于多个温度传感器41的检测结果,通过流路切换阀72控制向第1流路25和第2流路26分别分配的冷却液的温度。
由此,能够通过流量调整阀22和流路切换阀72双方来调整端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量以及中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量,以使由冷却液进行温度调整后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,与仅采用流量调整阀22和流路切换阀72的一方的情况相比,能够更精细地调整第1导热量和第2导热量。
(第7实施方式)
如图31所示,本实施方式的电池调温装置1具备电池组10和用来使制冷循环的制冷剂向电池组流动的制冷剂回路80。在本实施方式中,作为与多个电池单元12热交换的载热体而使用制冷循环的制冷剂。
电池组10的结构与第1实施方式相同。但是,在本实施方式中,各热交换器15是制冷循环用的制冷剂管。热交换流路16是制冷循环的制冷剂流动的流路。第1实施方式中的各热交换器15的流入部17、流出部18在本实施方式中分别是第1流入流出部17、第2流入流出部18。
制冷剂回路80构成蒸气压缩式的制冷循环。制冷剂回路80是制冷循环的制冷剂进行循环的闭回路。在本实施方式中,制冷剂回路80相当于使被温度调整后的载热体向第1热交换部及第2热交换部流动的载热体回路。制冷剂回路80具备压缩机81、四通阀82、热交换器83、膨胀阀84、流量调整阀85、第1流路86、第2流路87和流路连接部88。
压缩机81将吸入的制冷剂压缩并喷出。四通阀82与压缩机81的制冷剂吸入侧的流路、压缩机81的制冷剂喷出侧的流路、连通到热交换器83的流路、以及连通到流路连接部88的流路相连接。四通阀82通过切换流路的连接来变更在制冷剂回路80中流动的制冷剂的朝向。热交换器83使制冷剂与空气等其他载热体热交换。膨胀阀84使制冷剂减压膨胀。
流量调整阀85与第1流路86及第2流路87分别连接。流量调整阀85是对流过第1流路86的制冷剂的流量和流过第2流路87的制冷剂的流量分别进行调整的流量调整部。
第1流路86是供向多个第1热交换器15a流入的制冷剂流动并且供从多个第1热交换器15a流出的制冷剂流动的制冷剂流路。第2流路87是供向多个第2热交换器15b流入的制冷剂流动并且供从多个第2热交换器15b流出的制冷剂流动的制冷剂流路。如后述那样,在电池冷却模式时和电池加热模式时,第1流路86都使被温度调整后的制冷剂的一部分向第1热交换器15a流入。第2流路87使被温度调整后的制冷剂的另一部分向第2热交换器15b流入。
以将多个第1热交换器15a和多个第2热交换器15b并联连接的方式,将第1流路86和第2流路87与流量调整阀85及流路连接部88连接。具体而言,流量调整阀85具有第1流入流出部851、第2流入流出部852和第3流入流出部853。第1流入流出部851与膨胀阀84连接。第1流路86包括一侧第1流路861和另一侧第1流路862。一侧第1流路861将第2流入流出部852与各第1热交换器15a的第1流入流出部17连接。另一侧第1流路862将各第1热交换器15a的第2流入流出部18与流路连接部88连接。第2流路87包括一侧第2流路871和另一侧第2流路872。一侧第2流路871将第3流入流出部853与各第2热交换器15b的第1流入流出部17连接。另一侧第2流路872将各第2热交换器15b的第2流入流出部18与流路连接部88连接。
如图31所示,在电池冷却模式时,四通阀82成为将压缩机81的喷出侧的流路与连通到热交换器83的流路连接、并且将压缩机81的吸入侧的流路与连通到流路连接部88的流路连接的状态。由此,从压缩机81喷出的制冷剂按照热交换器83、膨胀阀84的顺序流动。
然后,制冷剂在流量调整阀85处分支,分别流过第1流路86和第2流路87。此时,在第1热交换器15a及第2热交换器15b中,被膨胀阀84减压膨胀后的低温的制冷剂与各电池单元12热交换。由此,制冷剂蒸发,并且各电池单元12被冷却。这样,在电池冷却模式时,第1热交换器15a及第2热交换器15b作为制冷剂蒸发器发挥功能。
然后,制冷剂从第1流路86和第2流路87分别经由流路连接部88向压缩机81流入。
如图32所示,在电池加热模式时,四通阀82成为将压缩机81的喷出侧的流路与连通到流路连接部88的流路连接、并且将压缩机81的吸入侧的流路与连通到热交换器83的流路连接的状态。由此,从压缩机81喷出的制冷剂在流路连接部88处分支,分别流过第1流路86和第2流路87。
此时,在第1热交换器15a及第2热交换器15b中,被压缩机81压缩后的高温的制冷剂与电池单元12热交换。由此,制冷剂散热,并且电池单元12被加热。这样,在电池加热模式时,第1热交换器15a及第2热交换器15b作为制冷剂散热器发挥功能。
然后,制冷剂从第1流路86和第2流路87分别向流量调整阀85流入,经由膨胀阀84、热交换器83、四通阀82向压缩机81流入。
控制部42与第1实施方式同样,进行图5、图6、图7所示的控制处理。此时,控制部42切换四通阀82的状态,以成为所决定的运转模式。进而,控制部42与第1实施方式的流量调整阀22同样地对流量调整阀85的动作进行控制,调整分别流过第1流路86和第2流路87的冷却液的流量。
根据本实施方式,流量调整阀85在规定的使用条件时,调整端侧的电池单元12a与冷却液之间的第1导热量以及中央侧的电池单元12b与冷却液之间的第2导热量,以使得与非调温状态相比,由制冷剂进行温度调整后的端侧的电池单元12a与中央侧的电池单元12b的温度差变小。由此,通过本实施方式也能得到与第1实施方式同样的效果。另外,在本实施方式中,流量调整阀85相当于载热体回路具有的导热量调整部。
(其他实施方式)
(1)在第1实施方式及第2实施方式中,冷却液回路20具有第1流路25和第2流路26。流量调整阀22调整分别流过第1流路25和第2流路26的冷却液的流量。但是,冷却液回路20也可以具有第1流路25、第2流路26和第3流路。第3流路使冷却液向与第1、第2热交换器不同的第3热交换器流入。流量调整阀22也可以调整分别流过第1流路25、第2流路26和第3流路的冷却液的流量。
(2)在第1实施方式中,1个电池模组11跨多个热交换器15而配置。但是,也可以是,以电池模组11的长度方向D1与热交换器15的长度方向平行的状态,对1个电池模组11设置1个热交换器15。该情况下,与第2实施方式同样,通过流量调整阀22调整分别流过第1流路25、第2流路26的冷却液的流量。由此,与第2实施方式同样,能够减小由冷却液进行温度调整后的端侧模组11a的电池单元12c与中央侧模组11b的电池单元12d的温度差。
(3)在第1实施方式等中,使第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部以及使第2电池单元与载热体热交换的第2热交换部分别由作为分体的热交换器的第1热交换器15a和第2热交换器15b构成。但是,第1热交换部和第2热交换部也可以由1个热交换器构成。
该情况下,在1个热交换器中,形成有与第1电池单元热交换的载热体流动的第1热交换流路、以及与第2电池单元热交换的载热体流动的第2热交换流路。在1个热交换器内,第1热交换流路和第2热交换流路是独立的流路。1个热交换器中的形成有第1热交换流路的部分相当于第1热交换部。1个热交换器中的形成有第2热交换流路的部分相当于第2热交换部。由此,与第1热交换部和第2热交换部由分体的热交换器构成的情况相比能够减少零件个数。从避免流过第1热交换流路的载热体与流过第2热交换流路的载热体之间的导热的观点看,优选的是第1热交换部和第2热交换部由分体的热交换器构成。
(4)在第1实施方式及第7实施方式中,作为分别调整流过第1流路的制冷剂的流量和流过第2流路的制冷剂的流量的流量调整部,使用了1个流量调整阀22、85。但是,作为流量调整部,也可以使用设在第1流路中的流量调整阀和设在第2流路中的流量调整阀这2个流量调整阀。
(5)在第3实施方式中,端侧的电池单元12a的与第1导热促进材料62a的接触面即第1接触面S1的面积不同于中央侧的电池单元12b的与第2导热促进材料62b的接触面即第2接触面S2的面积。由此,端侧的电池单元12a的第1导热面积和中央侧的电池单元12b的第2导热面积被调整为不同的大小。但是,也可以通过其他结构将端侧的电池单元12a的第1导热面积和中央侧的电池单元12b的第2导热面积调整为不同的大小。
例如,在第1实施方式的电池组10中,在端侧的电池单元12a的第1热交换器15a侧形成有凹部,以使得在端侧的电池单元12a与第1热交换器15a之间形成空间。另一方面,在中央侧的电池单元12b的第2热交换器15b侧没有形成凹部。该情况下,中央侧的电池单元12b的与第2热交换器15b的接触面的面积大于端侧的电池单元12a的与第1热交换器15a的接触面的面积。电池单元12的与热交换器15的接触面是主要贡献于电池单元12与热交换器15之间的导热的电池单元的导热面。这样,也可以将端侧的电池单元12a的第1导热面积和中央侧的电池单元12b的第2导热面积调整为不同的大小。在该例中,在端侧的电池单元12a上形成的凹部相当于将第1导热面积和第2导热面积调整为不同的大小的导热面积调整部。
此外,例如,在第1实施方式的电池组10中,也可以在相邻的电池单元12之间夹着导热板。导热板与热交换器15可导热地连接。该情况下,热主要经由导热板在电池单元12与热交换器15之间移动。因此,与端侧的电池单元12a相接的导热板距热交换器15的高度不同于与中央侧的电池单元12b相接的导热板距热交换器15的高度。或者,与端侧的电池单元12a相接的导热板的材质不同于与中央侧的电池单元12b相接的导热板的材质。也可以通过这些将端侧的电池单元12a的第1导热面积和中央侧的电池单元12b的第2导热面积调整为不同的大小。在这些例子中,导热板相当于将第1导热面积和第2导热面积调整为不同的大小的导热面积调整部。
(6)在第5实施方式中,作为在向各第1热交换器15a流入的冷却液与向各第2热交换器15b流入的冷却液间形成温度差的温度差形成部而使用流路切换阀72。但是,作为温度差形成部,也可以使用其他结构。例如,电池调温装置也可以具备用来使冷却液向多个第1热交换器15a流动的第1冷却液回路和用来使冷却液向多个第2热交换器15b流动的第2冷却液回路这2个独立的冷却液回路。该情况下,通过第1冷却液回路和第2冷却液回路各自的冷却部及加热部,能够在向各第1热交换器15a流入的冷却液与向各第2热交换器15b流入的冷却液间形成温度差。由此,第1冷却液回路和第2冷却液回路各自的冷却部及加热部相当于温度差形成部。
(7)第7实施方式是将第1实施方式的冷却液回路20变更为制冷剂回路80而得到的。在第2、第3、第4实施方式的各自中,也可以将冷却液回路20变更为制冷剂回路80。
(8)在上述的各实施方式中,各电池单元12是外装盒为金属制的方形的电池单元。但是,各电池单元12也可以是外装盒为其他材质、其他形状的其他电池单元。作为其他电池单元,可以举出外装盒为圆筒形的电池单元、外装盒由树脂和铝箔的层压膜构成的层压型的电池单元。
(9)上述的各实施方式中,电池调温装置1被搭载在电动车中。但是,电池调温装置1也可以设置在电动车以外的场所。即,电池调温装置1也可以用来调整行驶用电以外的用途的电池组的温度。
(10)本发明并不限定于上述的实施方式,能够适当变更,也包含各种各样的变形例及等价范围内的变形。此外,上述各实施方式不是相互无关的,除了明显不能组合的情况以外能够适当组合。例如,也可以对第2实施方式组合第3实施方式和第4实施方式的至少一方。
此外,在上述各实施方式中,构成实施方式的要素除了特别明示为必须的情况以及在原理上被认为明显为必须的情况等以外,当然并不一定是必须的。此外,在上述各实施方式中,在提及了实施方式的构成要素的个数、数值、量、范围等的数值的情况下,除了特别明示为必须的情况以及在原理上明显限定于特定的数量的情况等以外,并不限定于该特定的数量。此外,在上述各实施方式中,在提及构成要素等的材质、形状、位置关系等时,除了特别明示的情况及在原理上限定于特定的材质、形状、位置关系等的情况等以外,并不限定于该材质、形状、位置关系等。
(11)在本发明中记载的控制部及其方法也可以由通过构成由计算机程序具体化的被编程为执行一至多个功能的处理器及存储器而提供的专用计算机实现。或者,在本发明中记载的控制部及其方法也可以由通过用一个以上专用硬件逻辑电路构成处理器而提供的专用计算机实现。或者,在本发明中记载的控制部及其方法也可以由通过用被编程为执行一至多个功能的处理器及存储器和一个以上硬件逻辑电路构成的处理器的组合构成的一个以上专用计算机实现。此外,计算机程序也可以作为由计算机执行的指令而存储在计算机可读取的非移动有形记录介质中。
(总结)
根据由上述各实施方式的一部分或全部表示的第1技术方案,调整电池的温度的电池调温装置具备电池组和载热体回路。电池组具有构成电池的第1电池单元、构成电池并与第1电池单元电连接的第2电池单元、使第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部以及使第2电池单元与载热体热交换的第2热交换部。载热体回路使被温度调整后的载热体向第1热交换部及第2热交换部流动。载热体是液体或制冷循环的制冷剂。在第1电池单元和第2电池单元各自的温度没有被载热体调整的非调温状态下,在第1电池单元及第2电池单元的规定的使用条件时,随着由第1电池单元及第2电池单元的充放电带来的发热,在第1电池单元和第2电池单元间产生温度差。电池组或载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在规定的使用条件时调整第1电池单元与载热体之间的第1导热量以及第2电池单元与载热体之间的第2导热量,以使得与非调温状态时相比,由载热体进行温度调整后的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,根据第2技术方案,载热体回路具有:第1流路,使被温度调整后的载热体的一部分向第1热交换部流入;第2流路,使被温度调整后的载热体的另一部分向第2热交换部流入;以及流量调整部,在规定的使用条件时,分别调整流过第1流路的载热体的流量和流过第2流路的载热体的流量。第1技术方案的导热量调整部是该流量调整部。由此,在规定的使用条件时,由流量调整部分别调整向第1热交换部流入的载热体的流量和向第2热交换部流入的载热体的流量。由此,能够调整第1导热量和第2导热量,以使规定的使用条件时的第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,根据第3技术方案,流量调整部包括与第1流路及第2流路分别连接的1个流量调整阀。这样,作为第2技术方案的流量调整部,能够采用1个流量调整阀。优选的是通过1个流量调整阀分别调整第1流量和第2流量。
此外,根据第4技术方案,流量调整阀具有与第1流路连通的第1连通部以及与第2流路连通的第2连通部。在规定的使用条件时,通过第1连通部的载热体的第1流量与通过第2连通部的载热体的第2流量的合计是载热体回路的载热体的总流量。第1流量和第2流量中的较少一方的流量的比例相对于载热体回路的载热体的总流量为5%以下且1%以上。这样,流量调整阀分别调整第1流量和第2流量。流量调整阀的流量调整精度是总流量的±0.2%以内。
根据本发明者的研究结果,通过调整第1流量和第2流量的分配比以使较少一方的流量成为总流量的5%以下且1%以上,能够使温度调整后的第1电池单元的温度和第2电池单元的温度接近于相同的温度。此时,通过使用流量调整精度为±0.2%以内的流量调整阀,能够实现总流量的5%以下且1%以上的微小流量下的调整。
此外,根据第5技术方案,电池组具有导热面积调整部,该导热面积调整部将主要贡献于第1电池单元与第1热交换部之间的导热的第1电池单元的表面的面积即第1导热面积、和主要贡献于第2电池单元与第2热交换部之间的导热的第2电池单元的表面的面积即第2导热面积调整为不同的大小。第1技术方案的导热量调整部是导热面积调整部。由此,通过由导热面积调整部将第1导热面积和第2导热面积调整为不同的大小,能够调整第1导热量和第2导热量以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,根据第6技术方案,载热体回路具有:第1流路,使被温度调整后的载热体的一部分向第1热交换部流入;第2流路,使被温度调整后的载热体的另一部分向第2热交换部流入;以及流量调整部,在规定的使用条件时,分别调整流过第1流路的载热体的第1流量和流过第2流路的载热体的第2流量。电池组具有导热面积调整部,该导热面积调整部将主要贡献于第1电池单元与第1热交换部之间的导热的第1电池单元的表面的面积即第1导热面积、和主要贡献于第2电池单元与第2热交换部之间的导热的第2电池单元的表面的面积即第2导热面积调整为不同的大小。第1技术方案的导热量调整部是流量调整部及导热面积调整部。
由此,能够预先通过导热面积调整部在规定的使用条件时调整第1导热面积和第2导热面积,以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。进而,由此,在使用条件变化的情况下也能够通过流量调整部分别调整向第1热交换部流入的载热体的流量和向第2热交换部流入的载热体的流量,以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,由此,例如,能够通过导热面积调整部,在温度差为最大的使用条件时,调整第1导热面积和第2导热面积以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。由此,与仅采用流量调整部和导热面积调整部中的流量调整部的情况相比,能够缩窄为了减小第1电池单元与第2电池单元的温度差而需要的流量调整部的流量调整范围。
此外,根据第7技术方案,电池组具有将第1热交换部的与载热体的第1接触面积以及第2热交换部的与载热体的第2接触面积调整为不同的大小的接触面积调整部。第1技术方案的导热量调整部是接触面积调整部。由此,通过由接触面积调整部将第1接触面积和第2接触面积调整为不同的大小,能够调整第1导热量和第2导热量以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,根据第8技术方案,载热体回路具有:第1流路,使被温度调整后的载热体的一部分向第1热交换部流入;第2流路,使被温度调整后的载热体的另一部分向第2热交换部流入;以及流量调整部,在规定的使用条件时,分别调整流过第1流路的载热体的第1流量和流过第2流路的载热体的第2流量。电池组具有将第1热交换部的与载热体的第1接触面积以及第2热交换部的与载热体的第2接触面积调整为不同的大小的接触面积调整部。第1技术方案的导热量调整部是流量调整部及接触面积调整部。
由此,能够预先通过接触面积调整部在规定的使用条件时调整第1接触面积和第2接触面积,以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。进而,由此,在使用条件变化的情况下也能够通过流量调整部分别调整向第1热交换部流入的载热体的流量和向第2热交换部流入的载热体的流量,以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,由此,例如,能够通过接触面积调整部,在温度差为最大的使用条件时,调整第1接触面积和第2接触面积,以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。由此,与在流量调整部和接触面积调整部中仅采用流量调整部的情况相比,能够缩窄用来减小第1电池单元与第2电池单元的温度差的流量调整部的流量调整范围。
此外,根据第9技术方案,载热体回路具有在规定的使用条件时在向第1热交换部流入的载热体和向第2热交换部流入的载热体间形成温度差的温度差形成部。第1技术方案的导热量调整部是温度差形成部。由此,通过由温度差形成部在向第1热交换部流入的载热体和向第2热交换部流入的载热体间形成温度差,能够调整第1导热量和第2导热量以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。
此外,根据第10技术方案,温度差形成部是对将第1热交换部和第2热交换部并联连接的载热体回路的第1状态以及将第1热交换部和第2热交换部串联连接的载热体回路的第2状态进行切换的切换阀。这样,作为第9技术方案的温度差形成部,能够采用切换阀。由此,通过在规定的使用条件时利用切换阀使得载热体回路成为第2状态,从而在第1热交换部和第2热交换部的一方的热交换部中进行热交换而温度上升后的载热体向第1热交换部和第2热交换部的另一方的热交换部流入。由此,在规定的使用条件时,能够在向第1热交换部流入的载热体和向第2热交换部流入的载热体间形成温度差。
此外,根据第11技术方案,载热体回路具有:第1流路,使被温度调整后的载热体的一部分向第1热交换部流入;第2流路,使被温度调整后的载热体的另一部分向第2热交换部流入;流量调整部,在规定的使用条件时,分别调整流过第1流路的载热体的第1流量和流过第2流路的载热体的第2流量;以及温度差形成部,在规定的使用条件时,在向第1热交换部流入的载热体与向第2热交换部流入的载热体间形成温度差。第1技术方案的导热量调整部是流量调整部及温度差形成部。
由此,通过由流量调整部分别调整向第1热交换部流入的载热体的流量和向第2热交换部流入的载热体的流量,能够调整第1导热量和第2导热量以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。进而,通过由温度差形成部在向第1热交换部流入的载热体和向第2热交换部流入的载热体间形成温度差,能够调整第1导热量和第2导热量以使第1电池单元与第2电池单元的温度差变小。由此,与作为导热量调整部而仅采用流量调整部和温度差形成部的一方的情况相比,能够更精细地调整第1导热量和第2导热量。
Claims (7)
1.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述载热体回路具有:
第1流路,使被温度调整后的上述载热体的一部分向上述第1热交换部流入;
第2流路,使被温度调整后的上述载热体的另一部分向上述第2热交换部流入;以及
流量调整部,在上述规定的使用条件时,分别调整流过上述第1流路的上述载热体的流量和流过上述第2流路的上述载热体的流量;
上述导热量调整部是上述流量调整部;
上述流量调整部包括与上述第1流路及上述第2流路分别连接的1个流量调整阀;
上述流量调整阀具有与上述第1流路连通的第1连通部以及与上述第2流路连通的第2连通部;
在上述规定的使用条件时,经过上述第1连通部的上述载热体的第1流量与经过上述第2连通部的上述载热体的第2流量的合计是上述载热体回路的上述载热体的总流量,上述流量调整阀分别调整上述第1流量和上述第2流量,以使上述第1流量和上述第2流量中的较少一方的流量的比例相对于上述载热体回路的上述载热体的上述总流量为5%以下且1%以上;
上述流量调整阀的流量调整精度是上述总流量的±0.2%以内。
2.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述电池组具有导热面积调整部,该导热面积调整部将主要贡献于上述第1电池单元与上述第1热交换部之间的导热的上述第1电池单元的表面的面积即第1导热面积、和主要贡献于上述第2电池单元与上述第2热交换部之间的导热的上述第2电池单元的表面的面积即第2导热面积调整为不同的大小;
上述导热量调整部是上述导热面积调整部。
3.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述载热体回路具有:
第1流路,使被温度调整后的上述载热体的一部分向上述第1热交换部流入;
第2流路,使被温度调整后的上述载热体的另一部分向上述第2热交换部流入;以及
流量调整部,在上述规定的使用条件时,分别调整流过上述第1流路的上述载热体的第1流量和流过上述第2流路的上述载热体的第2流量;
上述电池组具有导热面积调整部,该导热面积调整部将主要贡献于上述第1电池单元与上述第1热交换部之间的导热的上述第1电池单元的表面的面积即第1导热面积、和主要贡献于上述第2电池单元与上述第2热交换部之间的导热的上述第2电池单元的表面的面积即第2导热面积调整为不同的大小;
上述导热量调整部是上述流量调整部及上述导热面积调整部。
4.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述电池组具有将上述第1热交换部的与上述载热体的第1接触面积和上述第2热交换部的与上述载热体的第2接触面积调整为不同的大小的接触面积调整部;
上述导热量调整部是上述接触面积调整部。
5.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述载热体回路具有:
第1流路,使被温度调整后的上述载热体的一部分向上述第1热交换部流入;
第2流路,使被温度调整后的上述载热体的另一部分向上述第2热交换部流入;以及
流量调整部,在上述规定的使用条件时,分别调整流过上述第1流路的上述载热体的第1流量和流过上述第2流路的上述载热体的第2流量;
上述电池组具有将上述第1热交换部的与上述载热体的第1接触面积和上述第2热交换部的与上述载热体的第2接触面积调整为不同的大小的接触面积调整部;
上述导热量调整部是上述流量调整部及上述接触面积调整部。
6.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述载热体回路具有在上述规定的使用条件时在向上述第1热交换部流入的上述载热体和向上述第2热交换部流入的上述载热体间形成温度差的温度差形成部;
上述导热量调整部是上述温度差形成部;
上述温度差形成部是对将上述第1热交换部和上述第2热交换部并联连接的上述载热体回路的第1状态以及将上述第1热交换部和上述第2热交换部串联连接的上述载热体回路的第2状态进行切换的切换阀。
7.一种电池调温装置,调整电池的温度,其特征在于,
具备:
电池组,具有构成上述电池的第1电池单元、构成上述电池并与上述第1电池单元电连接的第2电池单元、使上述第1电池单元与载热体热交换的第1热交换部、以及使上述第2电池单元与上述载热体热交换的第2热交换部;以及
载热体回路,使被温度调整后的上述载热体向上述第1热交换部及上述第2热交换部流动;
在上述第1电池单元和上述第2电池单元各自的温度没有被上述载热体调整的非调温状态下,在上述第1电池单元及上述第2电池单元的规定的使用条件时,随着由上述第1电池单元及上述第2电池单元的充放电带来的发热,在上述第1电池单元和上述第2电池单元间产生温度差;
上述电池组或上述载热体回路具有导热量调整部,该导热量调整部在上述规定的使用条件时调整上述第1电池单元与上述载热体之间的第1导热量以及上述第2电池单元与上述载热体之间的第2导热量,以使得与上述非调温状态时相比,由上述载热体进行温度调整后的上述第1电池单元与上述第2电池单元的温度差变小;
上述载热体回路具有:
第1流路,使被温度调整后的上述载热体的一部分向上述第1热交换部流入;
第2流路,使被温度调整后的上述载热体的另一部分向上述第2热交换部流入;
流量调整部,在上述规定的使用条件时,分别调整流过上述第1流路的上述载热体的第1流量和流过上述第2流路的上述载热体的第2流量;以及
温度差形成部,在上述规定的使用条件时,在向上述第1热交换部流入的上述载热体与向上述第2热交换部流入的上述载热体间形成温度差;
上述导热量调整部是上述流量调整部及上述温度差形成部;
上述温度差形成部是对将上述第1热交换部和上述第2热交换部并联连接的上述载热体回路的第1状态以及将上述第1热交换部和上述第2热交换部串联连接的上述载热体回路的第2状态进行切换的切换阀。
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