JP2020167131A - Vehicle and cell temperature control device - Google Patents
Vehicle and cell temperature control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020167131A JP2020167131A JP2019069475A JP2019069475A JP2020167131A JP 2020167131 A JP2020167131 A JP 2020167131A JP 2019069475 A JP2019069475 A JP 2019069475A JP 2019069475 A JP2019069475 A JP 2019069475A JP 2020167131 A JP2020167131 A JP 2020167131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- cooling device
- cooling
- refrigerant pipe
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両および車両に搭載可能な電池温度調整装置に関する。 The present invention relates to a vehicle and a battery temperature adjusting device that can be mounted on the vehicle.
特許文献1には、冷媒圧縮機と、凝縮器と、を有し、並行した空気及びバッテリー接触冷却のための冷媒蒸発器装置を備えた冷却装置が、組み込まれた制御可能な膨張機構を備えた空気冷却用の蒸発器と、バッテリー冷却のための組み込まれた制御可能な膨張機構を備えたバッテリー接触冷却器としての蒸発器と、を備えた並行した空気及びバッテリー接触冷却のための冷媒蒸発器装置を備え、バッテリー冷却用の蒸発器と組み込まれた制御可能な膨張機構のタップとの間に絞り機構を配設することが記載されている。 Patent Document 1 includes a controllable expansion mechanism incorporating a cooling device having a refrigerant compressor, a condenser, and a refrigerant evaporator device for parallel air and battery contact cooling. Refrigerant evaporation for parallel air and battery contact cooling with an evaporator for air cooling and an evaporator as a battery contact cooler with a built-in controllable expansion mechanism for battery cooling. It is described that the device is provided and a throttle mechanism is provided between the evaporator for cooling the battery and the tap of the built-in controllable expansion mechanism.
特許文献2には、車両用の電源装置が、複数の電池セルを連結してなる電池ブロックと、この電池ブロックの電池セルに熱結合されると共に、供給される冷媒で電池セルを冷却する冷却プレートと、この冷却プレートに冷媒を供給する冷却機構と、この冷却機構を制御して冷却プレートの冷却状態を制御する制御回路とを備え、冷却プレートは、内部に水密構造の中空部を設けており、この中空部に、冷却プレートの温度を均一化する冷却液を充填し、冷却プレートは、冷媒の気化熱で冷却液を冷却する熱交換器を配置し、電源装置は、冷却プレートの熱交換器に循環される冷媒の気化熱で熱交換器を冷却し、熱交換器が冷却液を冷却して冷却プレートが電池セルを冷却することが記載されている。
In
ところで、電池モジュールを冷媒によって冷却する冷却装置を複数、並列に接続したいというニーズがある。例えば、車両の駆動源であるモータに電力を供給する為の電池モジュール2を冷却したい場合、車両の底部に冷却装置を配置することになる。ここで、車両の底部には凹凸があるため、冷却装置を複数に分割して配置せざるを得ないこともある。
By the way, there is a need to connect a plurality of cooling devices for cooling a battery module with a refrigerant in parallel. For example, when it is desired to cool the
また、車両等で用いられる、電池モジュールを複数備えた二次電池は大型であり、これに見合った大型の冷却装置を、単一部品で成型するのが難しいこともある。 Further, a secondary battery having a plurality of battery modules used in a vehicle or the like is large, and it may be difficult to mold a large cooling device suitable for the secondary battery with a single component.
冷却装置を複数、並列に接続すれば、上記の問題に対処し得る。しかし、複数の冷却装置を並列に接続した場合、各冷却装置内部において、冷媒ガスの加熱度がばらつくという問題がある。また、冷却装置の冷却能力は、可能な限り高い状態を維持できれば好適である。 The above problem can be dealt with by connecting a plurality of cooling devices in parallel. However, when a plurality of cooling devices are connected in parallel, there is a problem that the degree of heating of the refrigerant gas varies inside each cooling device. Further, it is preferable that the cooling capacity of the cooling device can be maintained as high as possible.
本開示は、複数の冷却装置を並列接続した際に、冷却能力の低下を伴わずに各冷却装置内部の冷媒ガス過熱度ばらつきを抑制できる電池温度調整装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a battery temperature adjusting device capable of suppressing variation in the degree of superheat of refrigerant gas inside each cooling device without reducing the cooling capacity when a plurality of cooling devices are connected in parallel.
また、本開示は、そのような電池温度調整装置を備えた車両を提供することを目的とする。
It is also an object of the present disclosure to provide a vehicle equipped with such a battery temperature regulator.
少なくとも1つの車輪と、前記車輪を駆動可能な電動機と、前記電動機に電力を供給可能な第1電池モジュールと、前記電動機に電力を供給可能な第2電池モジュールと、少なくとも、圧縮機、凝縮器、第1冷却装置、及び第2冷却装置を有し、冷媒が前記圧縮機、前記凝縮器、前記第1冷却装置、及び前記第2冷却装置を循環する冷媒回路と、を備える車両において、前記第1冷却装置は、前記第1電池モジュールを冷却可能であり、前記第2冷却装置は、前記第2電池モジュールを冷却可能であり、前記冷媒回路は、前記凝縮器から前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置へ前記冷媒を流す第1冷媒管と、前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置から前記圧縮機へ前記冷媒を流す第2冷媒管と、前記第1冷媒管に配置され、前記第1冷媒管を流れる前記冷媒に対して通過断面積を制御する膨張弁と、を備え、前記膨張弁は、前記第2冷媒管の所定の位置に流れる前記冷媒の温度に対応して、前記通過断面積を制御し、前記第2冷媒管において前記所定の位置と前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置との間を流れる前記冷媒と、前記第1冷媒管において前記膨張弁と前記圧縮機との間を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う、熱交換器を備える。前記構成により、冷却能力を維持しつつ、過熱度ばらつきを抑制することができる。 At least one wheel, an electric motor capable of driving the wheels, a first battery module capable of supplying power to the electric motor, a second battery module capable of supplying power to the electric motor, and at least a compressor and a condenser. In a vehicle having a first cooling device and a second cooling device, the refrigerant includes the compressor, the condenser, the first cooling device, and a refrigerant circuit that circulates the second cooling device. The first cooling device can cool the first battery module, the second cooling device can cool the second battery module, and the refrigerant circuit can be used from the condenser to the first cooling device and the first cooling device. A first refrigerant pipe for flowing the refrigerant to the second cooling device, a second refrigerant pipe for flowing the refrigerant from the first cooling device and the second cooling device to the compressor, and the first refrigerant pipe are arranged. An expansion valve that controls the passage cross-sectional area with respect to the refrigerant flowing through the first refrigerant pipe is provided, and the expansion valve corresponds to the temperature of the refrigerant flowing at a predetermined position of the second refrigerant pipe. The refrigerant that controls the passing cross-sectional area and flows between the predetermined position in the second refrigerant pipe and the first cooling device and the second cooling device, and the expansion valve in the first refrigerant pipe. A heat exchanger is provided which exchanges heat with the refrigerant flowing between the compressor and the refrigerant. With the above configuration, it is possible to suppress variations in the degree of superheat while maintaining the cooling capacity.
各冷却装置内部の冷媒ガス過熱度ばらつきの抑制を、冷却能力の低下を伴わずに実現できる。 It is possible to suppress the variation in the degree of superheat of the refrigerant gas inside each cooling device without reducing the cooling capacity.
以下、本開示の実施形態に係る車両及び電池温度調整装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。 Hereinafter, the vehicle and battery temperature adjusting device according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.
図1は、車両500に配置された筐体αを示す側面図である。なお、理解を容易とするため、図1に示すように、x軸、y軸、z軸からなる直交座標系が規定される。z軸は、x軸およびy軸に対して垂直であり、筐体αおよび車両500の高さ方向に延びる。また、各軸の正の方向は、図1における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの
方向に規定される。ここで、x軸の正方向を「左側」と表現し、x軸の負方向を「右側」と表現し、y軸の正方向側を「後側」と表現し、y軸の負方向側を「前側」と表現し、z軸の正方向側を「上側」と表現し、z軸の負方向側を「下側」と表現することがある。
FIG. 1 is a side view showing a housing α arranged in the
ハイブリッド車や電気自動車等である車両500は、車輪501を少なくとも1つ備えている。典型的には前輪2つ、後輪2つの計4輪だが、これには限定されない。車両500は、車輪501を駆動可能な電動機(図示省略)を備えている。電動機は、リアモーターとして車両500の後部に配置される。また、フロントモーターとして車両500の前部に配置されてもよい。更に、電動機は、車両500に複数あっても良い。複数の電動機の内一つの電動機をリアモーターとして車両500の後部に配置されるようにし、かつもう一つの電動機をフロントモーターとして車両500の前部に配置されるようにしてもよい。
The
また、車両500の車体下部に、筐体αが設置されている。筐体αは、電池パックやバッテリーパックとも呼ばれることもある。筐体αは、1以上の電池モジュール2を収容している。なお、図1の例では、3つの電池モジュール2が示されている。すなわち、第1電池モジュール21、第2電池モジュール22、第3電池モジュール23である。ただし、電池モジュールの数は、2つ以下でも、4つ以上でもよい。
Further, the housing α is installed in the lower part of the vehicle body of the
各電池モジュール2は、本実施形態では左右方向よりも前後方向に長い箱形形状をそれぞれ有している。これらの電池モジュール2は、車両500の電動機に電力を供給可能である。
In this embodiment, each
電池モジュール2は冷却など温度調節を要する部品であるため、冷却装置10が用いられる。冷却装置10として図1に示されているのは、それぞれ冷却プレートを備えた第1冷却装置101、第2冷却装置102、第3冷却装置103である。各冷却装置101、102、103がそれぞれ備える冷却プレートは、所定の面を備えており、この所定の面を介して電池モジュール2を冷却する。また、所定の面の少なくとも一部は平面である。
Since the
なお、図1の例においては、所定の面は冷却プレートの上面であり、上面の全体が平面となっている。そして、この上面に電池モジュール2を載置してこれを冷却する。そして、各冷却装置101、102、103の中を冷媒が循環することで、電池モジュール2を冷却可能である。
In the example of FIG. 1, the predetermined surface is the upper surface of the cooling plate, and the entire upper surface is a flat surface. Then, the
図2は、冷媒回路1及び冷却水回路4を備えたシステムを示すブロック図である。冷却水回路4については後述することとし、まず、冷媒回路1について説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing a system including a refrigerant circuit 1 and a
図示されているように、冷媒回路1は少なくとも、圧縮機15、凝縮器16、第1冷却装置101、及び第2冷却装置102を有している。これを冷却装置10側から考えると、第1冷却装置101、及び第2冷却装置102はそれぞれ、前記冷媒回路1の一部を構成可能な装置である。
As shown, the refrigerant circuit 1 has at least a
冷却装置10が用いる冷媒は、例えばHFC(R134a)や、地球温暖化防止にさらに配慮したHFO(R1234yf)等である。ただし、これらには限定されない。図2の右下に示した黒矢印は、冷媒回路1における冷媒の流れる方向を示している。冷媒は圧縮機15、凝縮器16、第1冷却装置101及び第2冷却装置102を循環する。
The refrigerant used by the cooling
また、冷媒回路1は、第1冷媒管11、第2冷媒管12を備えている。第1冷媒管11は、凝縮器16から第1冷却装置101及び第2冷却装置102へ冷媒を流す冷媒管であり、この管を通る冷媒は高圧になっている。第2冷媒管12は、第1冷却装置101及び
第2冷却装置102から圧縮機15へ冷媒を流す冷媒管であり、この管を通る冷媒は低圧になっている。
Further, the refrigerant circuit 1 includes a first
ここで、冷媒回路1にはさらに膨張弁13が含まれる。膨張弁13は、車両用空調装置用膨張弁であり、TXV(Thermal Expansion Valve)である。膨張弁13については後述する。
Here, the refrigerant circuit 1 further includes an
以上に示したように、第1冷却装置101、第2冷却装置102、第1冷媒管11、第2冷媒管12、膨張弁13、圧縮機15、凝縮器16、がそれぞれ、冷媒回路1の一部を構成可能である。
As shown above, the
なお、図示されているように、冷媒回路1は、第2膨張弁14や空調装置17等の他の構成要素を備えていてもよい。冷媒回路1は、空調装置17にも冷媒を供給し、この冷媒の気化熱で車室内に送風する空気を冷却する。すなわち冷媒回路1を、車内エアコンの用途に加えて、電池モジュール2の冷却(図1参照)用途で用いてよい。
As shown in the figure, the refrigerant circuit 1 may include other components such as the
以上のような構成の冷媒回路1に対して、本開示の電池温度調整装置3は、第1冷却装置101、第2冷却装置102、第1冷媒管11、第2冷媒管12、膨張弁13を備えている。そして、この電池温度調整装置3が、電池モジュール2を冷却する(図1参照)。また、電池温度調整装置3は、車両500に搭載可能である。
With respect to the refrigerant circuit 1 having the above configuration, the battery temperature adjusting device 3 of the present disclosure includes the
以上、冷媒回路1および、本開示の電池温度調整装置3の基本的構成を説明した。次に、冷媒回路1を流れる冷媒が、各所でどのような状態となるかについて、図2を参照しつつ簡単に説明する。 The basic configuration of the refrigerant circuit 1 and the battery temperature adjusting device 3 of the present disclosure has been described above. Next, what kind of state the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 1 will be in each place will be briefly described with reference to FIG.
圧縮機15で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス状となる。圧力上昇により冷媒の沸点が上昇するので、冷媒は気体から液体へと凝縮しやすくなっている。凝縮器16においてこの冷媒は冷却され(外部へと熱を排出し)、冷媒は凝縮、液化される。
The refrigerant compressed by the
高温高圧の液となった冷媒は、第1冷媒管11に配置された膨張弁13へ到達する。膨張弁13は、第1冷媒管11を流れる冷媒に対して通過断面積を制御することができる。液状冷媒を小さな孔から噴射させ、低温・低圧の霧状にすることで、液状の冷媒を蒸発しやすい状態にする。
The refrigerant that has become a high-temperature and high-pressure liquid reaches the
なお、膨張弁13は、第2冷媒管12の所定の位置に感温筒を取り付けることで、前記所定の場所に流れる冷媒の温度に対応して、前記通過断面積を制御することができる。
The
膨張弁13を通過した冷媒は、第1冷却装置101及び第2冷却装置102へ流入し、第1冷却装置101及び第2冷却装置102内で蒸発する。すなわち、第1冷却装置101及び第2冷却装置102は蒸発器の役割を果たす。蒸発した冷媒は周りの熱を奪う。すなわち、電池モジュール2の熱を奪うことにより、電池モジュール2を冷却することができる。
The refrigerant that has passed through the
第1冷却装置101及び第2冷却装置102から出た冷媒は、第2冷媒管12を通って圧縮機15へと到達し、再び圧縮される。以下、このサイクルが繰り返される。
The refrigerant discharged from the
以上のようにして、冷却装置10を用いて車載の電池モジュール2を冷却することができるのだが、上述のように冷却装置10は1つだけとは限らない。例えば車体下部には梁などが設けられるので凹凸があり、面積の大きな冷却プレート1枚のみを配置できるとも限らない。すなわち、複数の冷却装置10を設けることがある。この場合に、温度のばら
つきの問題が顕在化する。
As described above, the vehicle-mounted
図3に示すのは、複数の冷却装置10を接続した構成の検討例を示す図であり、(a)第1検討例、(b)第2検討例、(c)第3検討例である。
FIG. 3 is a diagram showing a study example of a configuration in which a plurality of
図3(a)は第1検討例を示している。第1検討例においては、冷却装置10を複数並べて、各冷却装置10に共通の膨張弁13(TXV)を1つ配置し、全体の加熱度を制御する。前記構成は、安価に製作できるという利点を有する。しかし、冷却装置10毎の流入冷媒の乾き度ばらつきや、冷却プレート出口のSH(加熱度)ばらつきを起因とした温度ばらつきが発生する。各冷却装置10内においても、通路の圧力損失により冷媒圧力低下(すなわち、飽和温度も低下する)による温度ばらつきや、各冷却装置10内の冷媒分布偏りによる温度ばらつきが存在する。
FIG. 3A shows an example of the first study. In the first study example, a plurality of
図3(b)は第2検討例を示している。冷媒のほかに冷却水も各冷却装置10内を循環させる水冷ハイブリッド化し、各冷却装置10に並列に冷却水配管を接続することにより温度ばらつきを低減する。例えば、冷却水だけで冷却して温度ばらつきが±10度程ある場合、或いは冷媒だけで冷却して温度ばらつきが±10度程ある場合でも、この様な水・冷媒ハイブリッドの構成により温度ばらつきが±5度以下に抑えられる場合もある。しかし、複数ある冷却装置10間の冷媒起因の温度ばらつきが増大すると、この温度ばらつきへの対応が難しい。
FIG. 3B shows an example of the second study. In addition to the refrigerant, cooling water is also made into a water-cooled hybrid that circulates in each cooling
図3(c)は第3検討例を示している。冷却装置10毎に膨張弁13(TXV)が設けられている。各冷却装置10の冷媒流量を個別に制御することで、冷却装置10の間の温度ばらつきを極力抑える構成とした。しかし、低負荷時の冷媒流量が、各膨張弁13の最低流量×冷却装置の数となるため、流量過多となる問題が発生した。また、そもそも膨張弁は高価であり、膨張弁13を複数設けることによるコスト増大という問題も生じた。
FIG. 3C shows an example of the third study. An expansion valve 13 (TXV) is provided for each cooling
次に、低圧オリフィスを用いた構成例について説明する。図4は、低圧オリフィスを用いた構成例を示す図であり、(a)概念図、(b)当該構成例に対応するモリエル線図である。 Next, a configuration example using the low-voltage orifice will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example using a low-voltage orifice, (a) a conceptual diagram, and (b) a Moriel diagram corresponding to the configuration example.
図4に示した構成例においては、各冷却装置に共通の膨張弁(TXV)を設けて、さらに低圧オリフィスを図示した位置に設置して、二段減圧を行っている。また、冷却装置から冷媒が出た所に膨張弁の感温部があり、この場所の冷媒温度によって、膨張弁減圧部における膨張弁の絞り度合いを制御し、冷媒の流量を調節している。 In the configuration example shown in FIG. 4, a common expansion valve (TXV) is provided in each cooling device, and a low-pressure orifice is further installed at the position shown in the drawing to perform two-stage depressurization. Further, there is a temperature sensitive part of the expansion valve at the place where the refrigerant is discharged from the cooling device, and the degree of throttle of the expansion valve in the pressure reducing part of the expansion valve is controlled by the temperature of the refrigerant at this place to adjust the flow rate of the refrigerant.
冷却装置と膨張弁感温部の間に低圧オリフィスを追加することにより、モリエル線図上では図4(b)のようになる。 By adding a low-pressure orifice between the cooling device and the temperature-sensitive part of the expansion valve, it becomes as shown in FIG. 4 (b) on the Moriel diagram.
図4(b)の実線は、低圧オリフィスを設けた状態での冷凍サイクルを示している。一方、図4(b)の破線は、低圧オリフィスを設けなかった場合の冷凍サイクルを示している。図から明らかなように、低圧オリフィスの追加によって、冷却装置を通過する冷媒の圧力が上昇する。低圧オリフィスは径を絞った管であり、冷媒が低圧オリフィスを通過すると減圧がなされるのは、膨張弁と同様である。 The solid line in FIG. 4B shows the refrigeration cycle with the low pressure orifice provided. On the other hand, the broken line in FIG. 4B shows the refrigeration cycle when the low pressure orifice is not provided. As is clear from the figure, the addition of the low pressure orifice increases the pressure of the refrigerant passing through the cooling system. The low-pressure orifice is a tube with a narrow diameter, and when the refrigerant passes through the low-pressure orifice, the pressure is reduced as in the expansion valve.
その結果、冷却装置の出口付近の冷媒は、飽和蒸気線を加熱蒸気域方向にまたぐ前の状態、つまり気液二相の湿り蒸気域にある。これを言い換えると、冷媒の中に液相状態の冷媒がまだ残った状態である。したがって、SH(加熱度)ばらつき起因の温度ばらつきは起きない点が好適である。 As a result, the refrigerant near the outlet of the cooling device is in the state before straddling the saturated steam line in the direction of the heated steam region, that is, in the gas-liquid two-phase wet steam region. In other words, the refrigerant in the liquid phase state still remains in the refrigerant. Therefore, it is preferable that the temperature variation due to the SH (heating degree) variation does not occur.
しかしながら、図4に示した構成例では、冷却装置の出口付近に、低圧オリフィスによって栓をした状態となるため、冷却装置内の冷媒の圧力は、図示したように上昇(破線から実線へ)する。 However, in the configuration example shown in FIG. 4, the pressure of the refrigerant in the cooling device rises (from the broken line to the solid line) as shown in the figure because the plug is plugged by the low pressure orifice near the outlet of the cooling device. ..
すると、圧力上昇に応じて、冷媒自体の温度も上昇する為、冷却対象である電池モジュールと、冷却装置内の冷媒との温度差が縮小する。この温度差は大きい方が冷却効率は良いので、図4に示した構成例は、温度ばらつきに対応する点では好適であるが、その代わりに、冷却効率が下がる。 Then, the temperature of the refrigerant itself rises as the pressure rises, so that the temperature difference between the battery module to be cooled and the refrigerant in the cooling device is reduced. The larger the temperature difference, the better the cooling efficiency. Therefore, the configuration example shown in FIG. 4 is suitable in terms of dealing with temperature variations, but instead, the cooling efficiency is lowered.
そこで本願発明者は、各冷却装置内部の冷媒ガス過熱度ばらつきの抑制を、冷却能力の低下を伴わずに実現できる電池温度調整装置を開発した。 Therefore, the inventor of the present application has developed a battery temperature adjusting device that can suppress variations in the degree of superheat of the refrigerant gas inside each cooling device without reducing the cooling capacity.
なお、図2に基づいて前述したように、本開示の電池温度調整装置3は、少なくとも、第1冷却装置101、第2冷却装置102、第1冷媒管11、第2冷媒管12、膨張弁13を備える。ただし、これ以外の構成要素を備えていてもよい。例えば、電池温度調整装置3は、第3冷却装置103(図1参照)を更に備えていてもよい。以下、電池モジュール2や冷却装置10が2つずつ存在する前提で、実施形態を説明するが、冷却装置10の数等はこれには限られず、3つ以上であってもよい。
As described above based on FIG. 2, the battery temperature adjusting device 3 of the present disclosure includes at least the
図5は、本開示の電池温度調整装置3の第1の実施形態を示す図であり、(a)概念図、(b)当該実施形態に対応するモリエル線図である。 FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the battery temperature adjusting device 3 of the present disclosure, which is (a) a conceptual diagram and (b) a Moriel diagram corresponding to the embodiment.
図5(a)に示すように、本開示の第1実施形態に係る電池温度調整装置3は、第1冷却装置101、第2冷却装置102、第1冷媒管11、第2冷媒管12を備える。また、第1実施形態に係る電池温度調整装置3は、第1冷媒管11に配置され、前記第1冷媒管11を流れる前記冷媒に対して通過断面積を制御する膨張弁13を備えている。
As shown in FIG. 5A, the battery temperature adjusting device 3 according to the first embodiment of the present disclosure includes a
前記膨張弁13は、第2冷媒管12の所定の位置における、第2冷媒管12を流れる冷媒の温度に対応して、前記通過断面積を制御している。
The
本開示の第1実施形態に係る電池温度調整装置3は、熱交換器HXを備える。この熱交換器HXは、第2冷媒管12において所定の位置と第1冷却装置101及び第2冷却装置102との間を流れる前記冷媒と、第1冷媒管11において膨張弁13と圧縮機15(図2参照)との間を流れる冷媒との間で熱交換を行うものである。例えば、図5(a)に示した箇所で、冷媒同士の熱交換を行う。
The battery temperature adjusting device 3 according to the first embodiment of the present disclosure includes a heat exchanger HX. The heat exchanger HX includes the refrigerant flowing between a predetermined position in the second
ここで、便宜上、第2冷媒管12において所定の位置と第1冷却装置101及び第2冷却装置102との間を、熱交換ポイントAと表記する。また、第1冷媒管11において膨張弁13と圧縮機15との間を、熱交換ポイントBと表現する。すると、上記の熱交換器HXは、熱交換ポイントAと熱交換ポイントBとの間で冷媒同士の熱交換を行うものである、と表現することができる。
Here, for convenience, the area between the predetermined position in the second
上記の熱交換器HXによる熱交換が、図5(b)に示されている。図に表記したように、熱交換ポイントAは、モリエル線図の右下に存在している。また、熱交換ポイントBは、モリエル線図の左上に存在している。 The heat exchange by the heat exchanger HX described above is shown in FIG. 5 (b). As shown in the figure, the heat exchange point A exists at the lower right of the Moriel diagram. Further, the heat exchange point B exists in the upper left of the Moriel diagram.
熱交換ポイントAについて説明する。第1冷却装置101及び第2冷却装置102を出た冷媒は、熱交換器HXに入る。この時、熱交換器HXの入り口に存在する抵抗により、若干の圧力低下が生じ得る。ただしこの圧力低下は、低圧オリフィス程の大きな低下ではない。また、図示しているように、熱交換ポイントAにおいて、熱交換器HXの中を冷媒
が通っている間に、モリエル線図の飽和蒸気線を、湿り蒸気域から加熱蒸気域方向にまたいでいる。
The heat exchange point A will be described. The refrigerant exiting the
すなわち、第1冷却装置101及び第2冷却装置102を出た直後の冷媒は、気液二相の湿り蒸気域にある。これを言い換えると、冷媒の中に液相状態の冷媒がまだ残った状態である。したがって、SH(加熱度)ばらつき起因の温度ばらつきを抑制することができる。
That is, the refrigerant immediately after leaving the
その一方で、熱交換器HXは、低圧オリフィスのような大きな圧力低下を起こさないので、第1冷却装置101及び第2冷却装置102内を通過する冷媒の温度上昇は抑制される。その結果、冷却対象である電池モジュール2と、第1冷却装置101及び第2冷却装置102内の冷媒との温度差を大きなまま保つことができる。よって、冷却効率を大きく下げずに維持することができる。
On the other hand, since the heat exchanger HX does not cause a large pressure drop like the low pressure orifice, the temperature rise of the refrigerant passing through the
また、本開示の上記構成であれば、冷凍サイクル上の冷却能力の低減も、以下に説明するように抑制することができる。 Further, with the above configuration of the present disclosure, reduction of the cooling capacity in the refrigeration cycle can be suppressed as described below.
上述のように、本開示の第1実施形態に係る電池温度調整装置3は、熱交換器HXを備える。この熱交換器HXは、上述のように、熱交換ポイントAと熱交換ポイントBとの間の熱交換を行う。この時、熱交換ポイントAを流れる冷媒の温度よりも、熱交換ポイントBを流れる冷媒の温度の方が、温度が高い。 As described above, the battery temperature adjusting device 3 according to the first embodiment of the present disclosure includes a heat exchanger HX. As described above, this heat exchanger HX exchanges heat between the heat exchange point A and the heat exchange point B. At this time, the temperature of the refrigerant flowing through the heat exchange point B is higher than the temperature of the refrigerant flowing through the heat exchange point A.
つまり、熱交換ポイントBにある冷媒を、熱交換ポイントAにある冷媒によって更に冷やすことにより、過冷却度を稼ぐことができる。図5(b)のモリエル線図で表現すると、熱交換ポイントBにおいて、飽和液線を湿り蒸気域から過冷却液域へと大きくまたいでから、膨張弁13によって減圧されることになる。その結果、冷凍サイクルが横長に(左側に)延びる。
That is, the degree of supercooling can be obtained by further cooling the refrigerant at the heat exchange point B with the refrigerant at the heat exchange point A. Expressed by the Moriel diagram of FIG. 5B, at the heat exchange point B, the saturated liquid line is largely straddled from the wet steam area to the supercooled liquid area, and then the pressure is reduced by the
蒸発器に相当する第1冷却装置101及び第2冷却装置102の、冷凍サイクル内部における冷却能力は、(エンタルピーの変動×流量)である。従って、第1冷却装置101及び第2冷却装置102の冷却能力は、冷凍サイクルが横長に(左に)延びた分だけ増えることになる。この増大した冷却能力によって、上記冷却効率の微小な減少を補うことができる。
The cooling capacity of the
以上のように、本開示の第1実施形態に係る電池温度調整装置3は、冷却性能低下を抑えつつ、複数の冷却装置101、102の間の温度ばらつきも抑制することができる。
As described above, the battery temperature adjusting device 3 according to the first embodiment of the present disclosure can suppress the temperature variation between the plurality of cooling
ここで再び、図2を参照すると、第1冷媒管11は分岐部111を有している。この分岐部111から、第1冷却装置101に前記冷媒が流され、分岐部111から第2冷却装置102に冷媒が流される。
Here again, referring to FIG. 2, the first
また、第2冷媒管12は合流部121を有している。第1冷却装置101から合流部121に冷媒が流され、第2冷却装置102から合流部121に冷媒が流されている。そして、合流部121において合流した冷媒が圧縮機15に流される。
Further, the second
このとき、第2冷媒管12の前記所定の位置は、合流部121と圧縮機15の間にあってよい。すなわち、複数の冷却装置101、102から流れてきた冷媒が合流した後の位置に、膨張弁13の感温部を設ける。前記構成により、合流後の冷媒の温度に応じて、膨張弁13の開閉を制御できるため、複数の冷却装置を備えた電池温度調整装置3の全体的な流量調整を行うことができる。
At this time, the predetermined position of the second
なお、前記第1冷媒管11において、前記凝縮器16と前記膨張弁13との間の前記冷媒の温度は、前記第2冷媒管12において、前記合流部121と前記熱交換器HXとの間の前記冷媒の温度より高い。
In the first
次に、上述のような電池温度調整装置3を、筐体αに収容する形態について説明する。図6は、筐体αが収容する構成要素を示す側面図である。筐体αは、電池パックとも呼ばれており、電池モジュール2と、電池モジュール2を冷却するための冷却装置10を備えている。冷却装置10は、本例においては、プレート状のものであり、冷却プレートとも呼ばれている。
Next, a mode in which the battery temperature adjusting device 3 as described above is housed in the housing α will be described. FIG. 6 is a side view showing a component housed in the housing α. The housing α is also called a battery pack, and includes a
本例において、筐体αは電池モジュール2を2つ収容している。すなわち、第1電池モジュール21と第2電池モジュール22である。ただし、電池モジュール2の数は2つには限られず、3つ以上であってもよい。
In this example, the housing α houses two
本例において、筐体αは冷却装置10を2つ収容している。すなわち、第1冷却装置101と第2冷却装置102である。ただし、冷却装置10の数は2つには限られず、3つや以上であってもよい。
In this example, the housing α houses two cooling
この図6においては、電池モジュール2と冷却装置10とが1対1対応になるように配置されている。ただし、1対1対応には限定されず、電池モジュール2の数と冷却装置10との数は相違していてもよい。また、電池モジュール2と冷却装置10が少なくとも重なるように配置されてよい。
In FIG. 6, the
第1冷却装置101及び第2冷却装置102にはそれぞれ、第1冷媒管11と第2冷媒管12が図のように接続されている。第1冷媒管11及び第2冷媒管12は筐体αの外部まで延びており、筐体αの外部に、上述の膨張弁13及び熱交換器HXが配置される。
The first
なお、筐体αの内部空間に余裕がある場合には、筐体αが収容する構成要素を示す側面図である図7に示したように、熱交換器HXを筐体αの中に収容してよい。なお、膨張弁13を更に筐体αの中に収容してもよい。これらの部材を筐体αの中に収容すれば、筐体αの外部に設けるべき部材が減る。その結果、筐体αを車両500等に配置しやすくなる。
If there is a margin in the internal space of the housing α, the heat exchanger HX is housed in the housing α as shown in FIG. 7, which is a side view showing the components housed in the housing α. You can do it. The
次に、冷媒に加えて冷却水を用いる、本開示の第2実施形態に係る電池温度調整装置3の構成について、図2、図8〜図11を用いて説明する。 Next, the configuration of the battery temperature adjusting device 3 according to the second embodiment of the present disclosure, which uses cooling water in addition to the refrigerant, will be described with reference to FIGS. 2, 8 to 11.
図2に示すように、本開示の第2実施形態に係る電池温度調整装置3は、冷却水回路4を更に備えてよい。冷却水回路4は、配管内の冷却水を流すためのポンプ41を備えている。ポンプ41は冷却水を、例えば図2の白矢印の方向に流す。また、冷却水回路4は、水リザーバ42やヒータ45等を備えていてもよい。
As shown in FIG. 2, the battery temperature adjusting device 3 according to the second embodiment of the present disclosure may further include a
次に、図8に基づいて説明する。図8は、本開示の電池温度調整装置3の第2の実施形態を示す図であり、(a)概念図、(b)当該実施形態に対応するモリエル線図である。 Next, it will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the battery temperature adjusting device 3 of the present disclosure, which is (a) a conceptual diagram and (b) a Moriel diagram corresponding to the embodiment.
図2と同様、図8(a)においても、ポンプ41及び水リザーバ42を備えた冷却水回路4が示されている。また、冷却水回路4は、配管43及び配管44を更に備えている。冷却水の流れは白矢印で示されている。ポンプ41から出た冷却水は、配管44を通って第1冷却装置101及び第2冷却装置102に入る。続いて、第1冷却装置101及び第2冷却装置102を通過して出てきた冷却水は、配管43を通って水リザーバ42に貯水
された後、ポンプ41に戻る。以後、このサイクルが繰り返される。
Similar to FIG. 2, FIG. 8A also shows a cooling
以上を前提に説明すると、第2冷媒管12における、第1冷却装置101及び/又は第2冷却装置102と所定の位置の間を流れる冷媒と、冷却水回路4における冷却水との間で熱交換を行うように、冷却水回路4が配置されてよい。
Explaining on the premise of the above, heat is generated between the refrigerant flowing between the
ここで、第2冷媒管12における、第1冷却装置101及び/又は第2冷却装置102と所定の位置の間を、前記第1実施形態において、熱交換ポイントAと表現した。図8(a)では、第2冷媒管12における、この熱交換ポイントAに相当する箇所が折り曲げられて、冷却水回路4と接する位置まで引き出されている。よって、この引き出された箇所で、冷媒と冷却水との間の熱交換を行うことができる。
Here, in the second
そして、熱交換ポイントAは、蒸発器に相当する第1冷却装置101及び第2冷却装置102の、冷媒についての下流に存在する。蒸発器に相当する第1冷却装置101及び第2冷却装置102を流れる冷媒は二相状態にあり、液相の冷媒が蒸発することにより、温度が下がる。そして、熱交換ポイントAを流れる冷媒は、上記冷却水回路4を流れる冷却水よりも低温になる。そのため、上記熱交換ポイントAを流れる冷媒によって、冷却水回路4を流れる冷却水を、冷やすことが可能となる。
The heat exchange point A exists downstream of the refrigerant in the
また、上記冷却水回路4を流れる冷却水は、第1冷却装置101及び前記第2冷却装置102の内少なくとも1つの冷却装置10を通過してよい。
Further, the cooling water flowing through the cooling
図8(a)に示した例では、冷却水は上記熱交換ポイントAを流れる冷媒によって冷やされてから、配管43によって第1冷却装置101及び第2冷却装置102へと流入し、第1冷却装置101及び第2冷却装置102を通過し、配管44へと流出している。この第1冷却装置101及び第2冷却装置102を通過する冷却水によって、電池モジュール2を冷却することができる。すなわち、電池モジュール2の冷却は、冷媒による冷却と、冷却水による冷却のハイブリッド方式になる。このことにより、電池モジュール2の冷却能力を上げ、冷却装置10内の温度ばらつきを低減することができる。
In the example shown in FIG. 8A, the cooling water is cooled by the refrigerant flowing through the heat exchange point A, and then flows into the
また、第2冷媒管12における、第1冷却装置101及び/又は第2冷却装置102と所定の位置の間を流れる前記冷媒と、冷却水回路4の水リザーバ42における冷却水との間で熱交換を行うように、冷却水回路4が配置されてよい。
Further, heat is generated between the refrigerant flowing between the
すなわち、熱交換ポイントAを流れる冷媒と、水リザーバ42における冷却水との間で熱交換を行うのだが、図8(a)に示した例では、第2冷媒管12における熱交換ポイントAに相当する箇所が折り曲げられて、水リザーバ42のある位置まで引き出されている。よって、この引き出された箇所で、冷媒と冷却水との間の熱交換を行うことができる。
That is, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the heat exchange point A and the cooling water in the
より詳しい例を挙げる。水リザーバ42は、一定量の冷却水を溜めおくことのできる、タンクの如き部材であって、形状等は特に限定しない。このタンク状の水リザーバ42の中を、第2冷媒管12の引き出された箇所が通るように構成すれば、第2冷媒管12と水リザーバ42の接触面積が増大し、効率的な熱交換を行うことができる。
Here is a more detailed example. The
次に、図8(b)を参照すると、第1冷却装置101及び第2冷却装置102を出た冷媒は、冷却水回路4における冷却水と熱交換することで冷媒加熱度上昇している間に、モリエル線図の飽和蒸気線を、湿り蒸気域から加熱蒸気域方向にまたいでいる。
Next, referring to FIG. 8B, the refrigerant exiting the
すなわち、第1冷却装置101及び第2冷却装置102を出た直後の冷媒は、気液二相の湿り蒸気域にある。これを言い換えると、冷媒の中に液相状態の冷媒がまだ残った状態
である。したがって、SH(加熱度)ばらつき起因の温度ばらつきを抑制することができる。
That is, the refrigerant immediately after leaving the
その一方で、冷却水回路4における冷却水との間の熱交換は、低圧オリフィスのような大きな圧力低下を起こさないので、第1冷却装置101及び第2冷却装置102内を通過する冷媒の温度上昇は抑制される。その結果、冷却対象である電池モジュール2と、第1冷却装置101及び第2冷却装置102内の冷媒との温度差を大きなまま保つことができる。よって、冷却効率を大きく下げずに維持することができる。
On the other hand, heat exchange with the cooling water in the
また、熱交換ポイントAを流れる冷媒との熱交換によって冷却水が冷やされ、この冷却水が冷却装置10内を通過するので、冷却装置10自体の温度が低温を維持することができる。よって、冷却装置10に接する電池モジュール2を冷却する冷却効率が上昇する。
Further, since the cooling water is cooled by heat exchange with the refrigerant flowing through the heat exchange point A and the cooling water passes through the
よって、本開示の第2実施形態に係る電池温度調整装置3は、冷却性能低下を抑えつつ、複数の冷却装置101、102の間の温度ばらつきも抑制することができる。
Therefore, the battery temperature adjusting device 3 according to the second embodiment of the present disclosure can suppress the temperature variation between the plurality of cooling
図9は、筐体αが収容する構成要素を示す側面図である。図9においては、水リザーバ42は、筐体αの外部に配置されている。筐体α(電池パック)の内部に余剰スペースが無い時などに、この構成は適している。冷却水回路4内で水を流すポンプ41も、筐体αの外に配置されている。冷却装置10に冷却水を流入させる配管43と、冷却装置10から冷却水を流出させる配管44とが筐体αの内部へと挿入され、これらの配管が、第1冷却装置101へと接続されている。
FIG. 9 is a side view showing a component housed in the housing α. In FIG. 9, the
第1冷却装置101へ流入した冷却水は、少なくとも第1冷却装置101を通過する。ここで、複数の冷却装置101、102間を連通する冷却水流路(図示省略)を設けて、冷却水が複数の冷却装置101、102を通過するように構成してもよい。
The cooling water that has flowed into the
なお、図9においては、熱交換ポイントAにおける第2冷媒管12の一部分を、タンク状の水リザーバ42の中に通している。この構成により、冷却水を水リザーバ42の内側から冷却することができる。
In FIG. 9, a part of the second
図10は、筐体αが収容する構成要素を示す側面図である。図9においては、膨張弁13、水リザーバ42、ポンプ41が、筐体αの内部に収容されている。前記構成であれば、筐体の外には配管(第1冷媒管11、第2冷媒管12)が設けられるだけなので、筐体α外部に飛び出る部材が減り、筐体αを車両500等に配置しやすくなる。
FIG. 10 is a side view showing a component housed in the housing α. In FIG. 9, the
図11は、モリエル線図による比較図であり、(a)低圧オリフィスを導入した検討例4の場合、(b)本開示の第1実施形態の場合、(c)本開示の第2実施形態の場合である。なお、図11(a)は図4(b)に、図11(b)は図5(b)に、図11(c)は図8(b)に、それぞれ対応している。 FIG. 11 is a comparative diagram by a Moriel diagram. In the case of (a) Study Example 4 in which a low pressure orifice is introduced, (b) in the case of the first embodiment of the present disclosure, (c) the second embodiment of the present disclosure This is the case. Note that FIG. 11 (a) corresponds to FIG. 4 (b), FIG. 11 (b) corresponds to FIG. 5 (b), and FIG. 11 (c) corresponds to FIG. 8 (b).
図11(a)の場合、電池モジュール2から冷却装置10内の冷媒への熱移動が行われる。
In the case of FIG. 11A, heat transfer from the
図11(b)の場合、電池モジュール2から冷却装置10内の冷媒への熱移動が行われる。また、熱交換器HXにより、冷凍サイクル内で、冷媒から冷媒への熱移動が行われる。その結果、冷凍サイクルの左辺がより左側へと延びる。
In the case of FIG. 11B, heat transfer from the
図11(c)の場合、電池モジュール2から冷却装置10内の冷媒への熱移動が行われる。また、電池モジュール2から、冷却装置10を通過する冷却水へと熱移動が行われ、
この冷却水から冷媒へと更なる熱移動(水リザーバ42)が行われる。
In the case of FIG. 11C, heat transfer from the
Further heat transfer (water reservoir 42) from the cooling water to the refrigerant is performed.
図11(a)と図11(b)とを対比すると、図11(b)の方が、冷却装置10内を流れる冷媒の蒸発圧力が低い。図11(b)に示した本開示の第1実施形態の場合は、冷却装置10の出口付近に、図11(a)に示した減圧用の低圧オリフィスを用いていないからである。蒸発圧力が低いと冷媒の温度も低くなるため、図11(b)の方が冷却装置10内を流れる冷媒の温度が低い。
Comparing FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), the evaporation pressure of the refrigerant flowing in the
すると、図11(b)の方が、冷却対象である電池モジュール2(図1参照)と冷媒との温度差が大きくなるため、電池モジュール2の冷却効率が良くなる。よって、より多くの冷媒を流すことで、冷却性能の向上を果たす事ができる。
Then, in FIG. 11B, the temperature difference between the battery module 2 (see FIG. 1) to be cooled and the refrigerant is larger, so that the cooling efficiency of the
図11(b)と図11(c)とを比較すると、図11(b)の方が、冷凍サイクルが左側に長くなっている。図11(b)に示した本開示の第1実施形態の場合は、上述のように、熱交換を冷凍サイクルの内部で行っているからである。 Comparing FIG. 11 (b) and FIG. 11 (c), the refrigeration cycle is longer to the left in FIG. 11 (b). This is because, in the case of the first embodiment of the present disclosure shown in FIG. 11B, heat exchange is performed inside the refrigeration cycle as described above.
一方、冷却装置10による電池モジュール2の冷却効率の観点からは、図11(b)の場合、電池モジュール2の熱の移動先は冷媒である。一方、図11(c)の場合は、電池モジュール2から冷媒への熱移動に加えて、電池モジュール2から冷却水へも熱が移動する。
On the other hand, from the viewpoint of the cooling efficiency of the
以上を踏まえ、当業者は、要求仕様に応じて、本開示の第1実施形態、及び本開示の第2実施形態を使い分けることが可能である。 Based on the above, those skilled in the art can properly use the first embodiment of the present disclosure and the second embodiment of the present disclosure according to the required specifications.
なお、本開示の第1実施形態と本開示の第2実施形態とを統合して実施しても良い。すなわち、熱交換器HXを上述のように配置した上で、さらに、冷却水回路4も上述のように用いればよい。前記構成であれば、本開示の各実施形態が有する利点を併せて享受することができる。
The first embodiment of the present disclosure and the second embodiment of the present disclosure may be integrated and implemented. That is, after arranging the heat exchanger HX as described above, the cooling
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood. In addition, each component in the above embodiment may be arbitrarily combined as long as the gist of the invention is not deviated.
1 冷媒回路
10 冷却装置
101 第1冷却装置
102 第2冷却装置
103 第3冷却装置
11 第1冷媒管
111 分岐部
12 第2冷媒管
121 合流部
13 膨張弁
14 第2膨張弁
15 圧縮機
16 凝縮器
17 空調装置
2 電池モジュール
21 第1電池モジュール
22 第2電池モジュール
23 第3電池モジュール
3 電池温度調整装置
4 冷却水回路
41 ポンプ
42 水リザーバ
43 配管
44 配管
45 ヒータ
500 車両
501 車輪
A 熱交換ポイント
B 熱交換ポイント
HX 熱交換器
α 筐体
1
Claims (20)
前記車輪を駆動可能な電動機と、
前記電動機に電力を供給可能な第1電池モジュールと、
前記電動機に電力を供給可能な第2電池モジュールと、
少なくとも、圧縮機、凝縮器、第1冷却装置、及び第2冷却装置を有し、冷媒が前記圧縮機、前記凝縮器、前記第1冷却装置、及び前記第2冷却装置を循環する冷媒回路と、
を備える車両であって、
前記第1冷却装置は、前記第1電池モジュールを冷却可能であり、
前記第2冷却装置は、前記第2電池モジュールを冷却可能であり、
前記冷媒回路は、
前記凝縮器から前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置へ前記冷媒を流す第1冷媒管と、
前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置から前記圧縮機へ前記冷媒を流す第2冷媒管と、
前記第1冷媒管に配置され、前記第1冷媒管を流れる前記冷媒に対して通過断面積を制御する膨張弁と、
を備え、
前記膨張弁は、前記第2冷媒管の所定の位置に流れる前記冷媒の温度に対応して、前記通過断面積を制御し、
前記第2冷媒管において前記所定の位置と前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置との間を流れる前記冷媒と、前記第1冷媒管において前記膨張弁と前記圧縮機との間を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う、熱交換器を備える、
車両。 With at least one wheel
An electric motor that can drive the wheels and
A first battery module capable of supplying electric power to the electric motor,
A second battery module capable of supplying electric power to the electric motor,
A refrigerant circuit having at least a compressor, a condenser, a first cooling device, and a second cooling device, in which the refrigerant circulates through the compressor, the condenser, the first cooling device, and the second cooling device. ,
It is a vehicle equipped with
The first cooling device can cool the first battery module, and the first cooling device can cool the first battery module.
The second cooling device can cool the second battery module, and the second cooling device can cool the second battery module.
The refrigerant circuit
A first refrigerant pipe for flowing the refrigerant from the condenser to the first cooling device and the second cooling device.
A second refrigerant pipe for flowing the refrigerant from the first cooling device and the second cooling device to the compressor,
An expansion valve arranged in the first refrigerant pipe and controlling the passage cross-sectional area with respect to the refrigerant flowing through the first refrigerant pipe.
With
The expansion valve controls the passage cross-sectional area in response to the temperature of the refrigerant flowing at a predetermined position of the second refrigerant pipe.
The refrigerant flowing between the predetermined position in the second refrigerant pipe and the first cooling device and the second cooling device, and the refrigerant flowing between the expansion valve and the compressor in the first refrigerant pipe. Equipped with a heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant
vehicle.
前記第1冷媒管は分岐部を有し、前記分岐部から前記第1冷却装置に前記冷媒が流され、前記分岐部から前記第2冷却装置に前記冷媒が流され、
前記第2冷媒管は合流部を有し、前記第1冷却装置から前記合流部に前記冷媒が流され、前記第2冷却装置から前記合流部に前記冷媒が流され、前記合流部において合流した前記冷媒が前記圧縮機に流され、
前記第2冷媒管の前記所定の位置は、前記合流部と前記圧縮機の間にある、
車両。 The vehicle according to claim 1.
The first refrigerant pipe has a branch portion, the refrigerant is flowed from the branch portion to the first cooling device, and the refrigerant is flowed from the branch portion to the second cooling device.
The second refrigerant pipe has a merging portion, the refrigerant is flowed from the first cooling device to the merging portion, the refrigerant is flowed from the second cooling device to the merging portion, and the refrigerant merges at the merging portion. The refrigerant is flowed through the compressor
The predetermined position of the second refrigerant pipe is between the confluence and the compressor.
vehicle.
前記第1冷媒管において、前記凝縮器と前記膨張弁との間の前記冷媒の温度は、
前記第2冷媒管において、前記合流部と前記熱交換器との間の前記冷媒の温度より高い、
車両。 The vehicle according to claim 2.
In the first refrigerant pipe, the temperature of the refrigerant between the condenser and the expansion valve is
In the second refrigerant pipe, the temperature of the refrigerant between the confluence and the heat exchanger is higher than the temperature of the refrigerant.
vehicle.
少なくとも、前記第1電池モジュール、前記第2電池モジュール、前記第1冷却装置、及び前記第2冷却装置は、所定の筐体の中に収容される、
車両。 The vehicle according to any one of claims 1 to 3.
At least, the first battery module, the second battery module, the first cooling device, and the second cooling device are housed in a predetermined housing.
vehicle.
前記所定の筐体は、更に前記熱交換器を収容する、
車両。 The vehicle according to claim 4.
The predetermined housing further houses the heat exchanger.
vehicle.
前記第1冷却装置は、所定の面を備える冷却プレートを備え、
前記冷却プレートは、前記所定の面を介して前記第1電池モジュールを冷却する、
車両。 The vehicle according to any one of claims 1 to 5.
The first cooling device includes a cooling plate having a predetermined surface.
The cooling plate cools the first battery module through the predetermined surface.
vehicle.
前記冷却プレートの前記所定の面の、少なくとも一部は平面である、
車両。 The vehicle according to claim 6.
At least a part of the predetermined surface of the cooling plate is flat.
vehicle.
冷却水回路を更に備え、
前記第2冷媒管における、前記第1冷却装置及び/又は前記第2冷却装置と前記所定の位置の間を流れる前記冷媒と、前記冷却水回路における冷却水との間で熱交換を行うように、前記冷却水回路が配置されている、
車両。 The vehicle according to any one of claims 1 to 7.
Further equipped with a cooling water circuit,
Heat exchange is performed between the refrigerant flowing between the first cooling device and / or the second cooling device and the predetermined position in the second refrigerant pipe and the cooling water in the cooling water circuit. , The cooling water circuit is arranged,
vehicle.
前記冷却水は、前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置の内少なくとも1つの冷却装置を通過する、
車両。 The vehicle according to claim 8.
The cooling water passes through at least one of the first cooling device and the second cooling device.
vehicle.
前記冷却水回路が水リザーバを備え、
前記第2冷媒管における、前記第1冷却装置及び/又は前記第2冷却装置と前記所定の位置の間を流れる前記冷媒と、前記冷却水回路の前記水リザーバにおける冷却水との間で熱交換を行うように、前記冷却水回路が配置されている、
車両。 The vehicle according to claim 8 or 9.
The cooling water circuit comprises a water reservoir
Heat exchange between the refrigerant flowing between the first cooling device and / or the second cooling device and the predetermined position in the second refrigerant pipe and the cooling water in the water reservoir of the cooling water circuit. The cooling water circuit is arranged so as to perform
vehicle.
前記車輪を駆動可能な電動機と、
前記電動機に電力を供給可能な第1電池モジュールと、
前記電動機に電力を供給可能な第2電池モジュールと、
少なくとも圧縮機及び凝縮器を有し、冷媒が前記圧縮機及び前記凝縮器を循環する冷媒回路の一部と、
を備える車両に搭載可能な電池温度調整装置であって、
前記冷媒回路の一部を構成可能であり、前記冷媒が循環し、前記第1電池モジュールを冷却可能な第1冷却装置と、
前記冷媒回路の一部を構成可能であり、前記冷媒が循環し、前記第2電池モジュールを冷却可能な第2冷却装置と、
前記冷媒回路の一部を構成可能であり、前記凝縮器から前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置へ前記冷媒を流すことが可能な第1冷媒管と、
前記冷媒回路の一部を構成可能であり、前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置から前記圧縮機へ前記冷媒を流すことが可能な第2冷媒管と、
前記冷媒回路の一部を構成可能であり、前記第1冷媒管に配置され、前記第1冷媒管を流れる前記冷媒に対して、通過断面積を制御することが可能な膨張弁と、
を備え、
前記膨張弁は、前記第2冷媒管の所定の位置に流れる前記冷媒の温度に対応して、前記通過断面積を制御し、
前記第2冷媒管において前記所定の位置と前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置との間を流れる前記冷媒と、前記第1冷媒管において前記膨張弁と前記圧縮機との間を流れる
前記冷媒との間で熱交換を行う、熱交換器を備える、
電池温度調整装置。 With at least one wheel
An electric motor that can drive the wheels and
A first battery module capable of supplying electric power to the electric motor,
A second battery module capable of supplying electric power to the electric motor,
With at least a compressor and a condenser, and a part of the refrigerant circuit in which the refrigerant circulates in the compressor and the condenser.
It is a battery temperature control device that can be mounted on a vehicle equipped with
A first cooling device capable of configuring a part of the refrigerant circuit, circulating the refrigerant, and cooling the first battery module.
A second cooling device capable of configuring a part of the refrigerant circuit, circulating the refrigerant, and cooling the second battery module.
A first refrigerant pipe that can form a part of the refrigerant circuit and allows the refrigerant to flow from the condenser to the first cooling device and the second cooling device.
A second refrigerant pipe that can form a part of the refrigerant circuit and allows the refrigerant to flow from the first cooling device and the second cooling device to the compressor.
An expansion valve that can form a part of the refrigerant circuit, is arranged in the first refrigerant pipe, and can control the passage cross-sectional area of the refrigerant flowing through the first refrigerant pipe.
With
The expansion valve controls the passage cross-sectional area in response to the temperature of the refrigerant flowing at a predetermined position of the second refrigerant pipe.
The refrigerant that flows between the predetermined position in the second refrigerant pipe and the first cooling device and the second cooling device, and the refrigerant that flows between the expansion valve and the compressor in the first refrigerant pipe. Equipped with a heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant
Battery temperature regulator.
前記第1冷媒管は分岐部を有し、前記分岐部から前記第1冷却装置に前記冷媒が流され、前記分岐部から前記第2冷却装置に前記冷媒が流され、
前記第2冷媒管は合流部を有し、前記第1冷却装置から前記合流部に前記冷媒が流され、前記第2冷却装置から前記合流部に前記冷媒が流され、前記合流部において合流した前記冷媒が前記圧縮機に流され、
前記第2冷媒管の前記所定の位置は、前記合流部と前記圧縮機の間にある、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to claim 11.
The first refrigerant pipe has a branch portion, the refrigerant is flowed from the branch portion to the first cooling device, and the refrigerant is flowed from the branch portion to the second cooling device.
The second refrigerant pipe has a merging portion, the refrigerant is flowed from the first cooling device to the merging portion, the refrigerant is flowed from the second cooling device to the merging portion, and the refrigerant is merged at the merging portion. The refrigerant is flowed through the compressor
The predetermined position of the second refrigerant pipe is between the confluence and the compressor.
Battery temperature regulator.
前記第1冷媒管において、前記凝縮器と前記膨張弁との間の前記冷媒の温度は、
前記第2冷媒管において、前記合流部と前記熱交換器との間の前記冷媒の温度より高い、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to claim 12.
In the first refrigerant pipe, the temperature of the refrigerant between the condenser and the expansion valve is
In the second refrigerant pipe, the temperature of the refrigerant between the confluence and the heat exchanger is higher than the temperature of the refrigerant.
Battery temperature regulator.
少なくとも、前記第1電池モジュール、前記第2電池モジュール、前記第1冷却装置、及び前記第2冷却装置は、所定の筐体の中に収容される、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to any one of claims 11 to 13.
At least, the first battery module, the second battery module, the first cooling device, and the second cooling device are housed in a predetermined housing.
Battery temperature regulator.
前記所定の筐体は、更に前記熱交換器を収容する、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to claim 14.
The predetermined housing further houses the heat exchanger.
Battery temperature regulator.
前記第1冷却装置は、所定の面を備える冷却プレートを備え、
前記冷却プレートは、前記所定の面を介して前記第1電池モジュールを冷却する、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to any one of claims 11 to 15.
The first cooling device includes a cooling plate having a predetermined surface.
The cooling plate cools the first battery module through the predetermined surface.
Battery temperature regulator.
前記冷却プレートの前記所定の面の、少なくとも一部は平面である、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to claim 16.
At least a part of the predetermined surface of the cooling plate is flat.
Battery temperature regulator.
冷却水回路を更に備え、
前記第2冷媒管における、前記第1冷却装置及び/又は前記第2冷却装置と前記所定の位置の間を流れる前記冷媒と、前記冷却水回路における冷却水との間で熱交換を行うように、前記冷却水回路が配置されている、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to any one of claims 11 to 17.
Further equipped with a cooling water circuit,
Heat exchange is performed between the refrigerant flowing between the first cooling device and / or the second cooling device and the predetermined position in the second refrigerant pipe and the cooling water in the cooling water circuit. , The cooling water circuit is arranged,
Battery temperature regulator.
前記冷却水は、前記第1冷却装置及び前記第2冷却装置の内少なくとも1つの冷却装置を通過する、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to claim 18.
The cooling water passes through at least one of the first cooling device and the second cooling device.
Battery temperature regulator.
前記冷却水回路が水リザーバを備え、
前記第2冷媒管における、前記第1冷却装置及び/又は前記第2冷却装置と前記所定の位置の間を流れる前記冷媒と、前記冷却水回路の前記水リザーバにおける冷却水との間で熱交換を行うように、前記冷却水回路が配置されている、
電池温度調整装置。 The battery temperature adjusting device according to claim 18 or 19.
The cooling water circuit comprises a water reservoir
Heat exchange between the refrigerant flowing between the first cooling device and / or the second cooling device and the predetermined position in the second refrigerant pipe and the cooling water in the water reservoir of the cooling water circuit. The cooling water circuit is arranged so as to perform
Battery temperature regulator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019069475A JP2020167131A (en) | 2019-03-30 | 2019-03-30 | Vehicle and cell temperature control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019069475A JP2020167131A (en) | 2019-03-30 | 2019-03-30 | Vehicle and cell temperature control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020167131A true JP2020167131A (en) | 2020-10-08 |
Family
ID=72716493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019069475A Pending JP2020167131A (en) | 2019-03-30 | 2019-03-30 | Vehicle and cell temperature control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020167131A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024067853A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 比亚迪股份有限公司 | Thermal management system and vehicle having same |
-
2019
- 2019-03-30 JP JP2019069475A patent/JP2020167131A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024067853A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 比亚迪股份有限公司 | Thermal management system and vehicle having same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103998874B (en) | Chiller | |
US9681590B2 (en) | Cooling system with controlled apportioning of the cooled high pressure refrigerant between the condenser and the expansion valve | |
JP6575690B2 (en) | Equipment temperature controller | |
JP5815284B2 (en) | Cooling system | |
US20130319038A1 (en) | Vehicle cooling system | |
US20120000236A1 (en) | Heat pump heating system | |
JP5798402B2 (en) | Cooling system | |
JP2012240670A (en) | Capacitor for vehicle, and air-conditioning system for vehicle using the same | |
JP5737424B2 (en) | Cooling device for electrical equipment | |
JP2003097857A (en) | Air conditioning cycle | |
US20150027162A1 (en) | Cooling system | |
JP2014029232A (en) | Cooling device | |
WO2018047534A1 (en) | Instrument temperature adjustment device | |
JP6593544B2 (en) | Equipment temperature controller | |
JP5852368B2 (en) | Cooling system | |
JP2012245856A (en) | Cooling system | |
JP2020167131A (en) | Vehicle and cell temperature control device | |
JP2012163240A (en) | Cooling apparatus | |
WO2019054076A1 (en) | Device temperature adjustment apparatus | |
JP2005106339A (en) | Heat exchanger and heat pump type air conditioner using the same | |
JP5730237B2 (en) | Integrated cooling system | |
WO2018070182A1 (en) | Appliance temperature regulating apparatus | |
JP2007191125A (en) | Vehicular air-conditioner | |
JP2014051118A (en) | Cooling device | |
JP2014088997A (en) | Cooling device |