JP7124070B2 - 車両の温度調整方法及び温度調整システム - Google Patents

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Description

(関連開示の相互参照)
本開示は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１７年９月３０日に提出した、公開名「車両の温度調整方法及び温度調整システム」、中国特許公開番号「２０１７１０９４０３５１．４」の優先権を主張している。
本開示は、自動車の技術分野に関し、特に車両の温度調整方法及び車両の温度調整システムに関する。
現在、電気自動車の車載電池の性能は気候環境から大きな影響を受け、環境温度が高過ぎるか又は低過ぎると、いずれも車載電池の性能に影響を及ぼすため、車載電池の温度を調整してその温度を所定の範囲に維持する必要がある。
関連技術において、気候が暑い地域には、電気自動車に電池冷却システムを追加して、車載電池の温度が高過ぎるときにその温度を下げる必要があり、気候が寒い地域には、電気自動車に電池加熱システムを追加して、車載電池の温度が低過ぎるときにその温度を上げる必要がある。
しかしながら、夏が暑く、冬が寒い地域には、上記方法は車載電池の温度が高過ぎるという問題や低過ぎるという問題を同時に解決することができず、かつ車載電池の温度調整方法は粗雑であり、電池に冷却処理を行うときに、車載電池の温度を所定の範囲に維持することを保証し、かつ車内の冷却効果を保証することができない。
本開示は、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる車両の温度調整方法を提供する。
本開示は、車両の温度調整システムをさらに提供する。
本開示の一態様において、実施形態は、電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーを取得するステップと、上記要求パワー、上記実際パワー、上記車内温度及び上記エアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整するステップとを含む車両の温度調整方法を提供する。
本開示の実施形態の車両の温度調整方法によれば、まず、電池に温度調整を行う要求パワーを取得し、次に電池に温度調整を行う実際パワーを取得し、最後に要求パワー、実際パワー、車内温度及びエアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該方法は、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
本開示の別の態様において、実施形態は、コンプレッサーと、前記コンプレッサーと接続されたコンデンサと、上記コンプレッサーと上記コンデンサとの間に接続された車内冷却分岐路と、前記コンプレッサーと前記コンデンサとの間に接続された電池冷却分岐路と、上記電池冷却分岐路と接続されて、電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーを取得し、かつ車両の車内温度及びエアコンの設定温度を取得し、上記要求パワー、上記実際パワー、上記車内温度及び上記エアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する電池温度調整モジュールとを含む車両の温度調整システムを提供する。
本開示の実施形態の車両の温度調整システムによれば、電池温度調整モジュールにより電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーを取得し、かつ車両の車内温度とエアコンの設定温度を取得し、要求パワー、実際パワー、車内温度及びエアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該システムは、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持して、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
以下、本開示の上記及び／又は追加の様態及び利点は、図面を参照して実施形態を説明することにより明らかになって理解されやすくなり、
本開示の実施形態１に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図１である。 本開示の実施形態１に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図２である。 本開示の実施形態２に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図である。 本開示の実施形態３に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図である。 本開示の実施形態に係るコントローラの動作原理概略図である。 本開示の実施形態１に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態２に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態３に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態４に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態５に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態４に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図である。 本開示の実施形態６に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態７に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図１である。 本開示の実施形態７に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図２である。 本開示の実施形態７に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図３である。 本開示の実施形態６に係る車載電池の温度調整方法のフローチャート１である。 本開示の実施形態６に係る車載電池の温度調整方法のフローチャート２である。 本開示の実施形態７に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態８に係る車両の温度調整方法のフローチャート１である。 本開示の実施形態６に係る車載電池の温度調整方法のフローチャート２である。 本開示の実施形態１に係る車両の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態２に係る車両の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態３に係る車両の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態４に係る車両の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態８に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図１である。 本開示の実施形態８に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図２である。 本開示の実施形態９に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図である。 本開示の実施形態に係る吹き出し口の分布位置の概略図である。 本開示の実施形態８に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態９に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態１０に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図である。 本開示の実施形態１０に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態１１に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図１である。 本開示の実施形態１１に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図２である。 本開示の実施形態１１に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図３である。 本開示の実施形態１１に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。 本開示の実施形態１２に係る車載電池の温度調整システムの流路構造の概略図である。
以下、本開示の実施形態を詳細に説明し、上記実施形態の例は図面に示され、全体を通して同一又は類似する符号は、同一又は類似する部品、若しくは同一又は類似する機能を有する部品を示す。以下、図面を参照しながら説明される実施形態は例示的なものに過ぎず、本開示を解釈するものであり、本開示を限定するものであると理解すべきではない。
図１及び２に示すように、車両電池の数量が１であるときに、車載電池の温度調整システムは、コンプレッサー１、コンデンサ２、電池冷却分岐路４及び電池温度調整モジュール５を含む。
コンデンサ２はコンプレッサー１と接続され、電池冷却分岐路４はコンプレッサー１とコンデンサ２との間に接続される。電池温度調整モジュール５は電池冷却分岐路４と接続され、電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池６の温度を調整する。コンプレッサー１とコンデンサ２は冷却分岐路を構成する。
具体的には、要求パワーＰ１は、電池の温度を目標温度に調整すると、電池に必要な温度調整パワーである。電池の実際パワーＰ２は、現在、電池に温度調整を行うときに、電池が実際に得る温度調整パワーである。目標温度は設定値であり、車載電池の実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、冬の場合、室外の環境温度が低く、電池を加熱する必要があるため、目標温度を約１０℃に設定してよく、夏の場合、電池を冷却する必要があるため、目標温度を約３５℃に設定してよい。電池温度調整モジュール５は、電池６の要求パワーＰ１と電池６の実際パワーＰ２を取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいてコンプレッサー１とヒーターのパワーを調整して電池６の温度を調整する。図１に示すように、エアコンの冷却液が電池温度調整モジュール５と連通しないときに、電池冷却分岐路４は２つの配管を有し、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第２の配管は電池温度調整モジュール５と連通し、第１の配管と第２の配管を相互に独立し隣接して設置することにより、媒体（冷媒、水、油、空気などの流動媒体又は相変化材料などの媒体又は他の化学製品）は相互に独立する。電池６の温度が高過ぎるときに、車載エアコンの冷却機能はオンにされ、電池冷却機能はオンにされ、第１の配管内の冷却液（例えば、冷媒）の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－電池冷却分岐路４－コンプレッサー１であり、第２の配管内の冷却液の流れ方向は、電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－電池６－電池温度調整モジュール５－電池冷却分岐路４である。
図２に示すように、エアコンの冷却液が電池温度調整モジュール５と連通するときに、冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－電池６－電池温度調整モジュール５－コンプレッサー１である。
上記２つの実施形態では、車載エアコンは、電池６の冷却と加熱のみに用いられ、温度調整システムは車載エアコンにより車室と電池６の両方を冷却してよい。該システムが車載エアコンにより車室と電池６の両方を冷却するときに、図３に示すように、温度調整システムは、車内冷却分岐路３をさらに含んでよく、車内冷却分岐路３はコンプレッサー１とコンデンサ２との間に接続される。
車内の温度が高過ぎるときに、車内冷却機能がオンにされ、冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－車内冷却分岐路３－コンプレッサー１である。電池６の温度が高過ぎるときに、電池冷却機能がオンにされ、第１の配管内の冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－電池冷却分岐路４－コンプレッサー１であり、第２の配管内の冷却液の流れ方向は、電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－電池６－電池温度調整モジュール５－電池冷却分岐路４である。これにより、電池の実際の状態に応じて車載電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御できるため、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに車載電池の温度を調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避し、そして、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
本開示の一実施形態によれば、図４に示すように、電池冷却分岐路４は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含み、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。本開示の実施形態では、熱変換器４１の物理的位置は車載エアコンのコンプレッサー１の所在する回路にあってよく、車載エアコンの出荷デバッグに役立ち、かつ車載エアコンを個別に供給し組み立てることができ、同時に取付過程において車載エアコンに媒体を１回追加すればよい。熱変換器４１の物理的位置は、電池６の所在する回路にあってよく、熱変換器４１の物理的位置は車載エアコンとコンプレッサー１の所在する回路と電池６の所在する回路から独立するように設置されてもよい。
図４に示すように、電池温度調整モジュール５は、電池の温度を調整し、電池６内に設置された流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは、電池６の要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２を取得し、かつ電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池６の温度を調整する。車内冷却分岐路３は、エバポレーター３１、第１の膨張弁３２及び第１の電子弁３３を含んでよい。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２及び第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
電池冷却分岐路４において熱変換器４１が設置されなくてよく、熱変換器４１がないときに、電池冷却分岐路４を流れるのは冷媒であると理解すべきである。熱変換器４１が設置されていれば、電池冷却分岐路４の第１の配管を流れるのは冷媒であり、第２の配管を流れるのは冷却液であり、車内冷却分岐路３を流れるのは冷媒である。
本開示の一実施形態によれば、図４に示すように、電池温度調整モジュール５は、流路の入口に設置された第１の温度センサ５５、流路の出口に設置された第２の温度センサ５６、及び流速センサ５７をさらに含む。流路の入口と出口の位置は絶対的ではなく、ポンプ５１の回転方向に応じて確定されると理解すべきである。
具体的には、図５に示すように、コントローラは、電池管理コントローラ、電池熱管理コントローラ及び車載エアコンコントローラを含んでよい。電池熱管理コントローラは、第１の温度センサ５５、第２の温度センサ５６及び流速センサ５７と電気的に接続され、電池熱管理コントローラはポンプ５１及びヒーター５３とＣＡＮ通信を行い、かつ媒体の比熱、媒体の密度、流路の断面積に基づいて、実際パワーＰ２を取得し、ポンプ５１の回転速度とヒーター５３のパワーを制御することができる。電池管理コントローラは、電池を流れる電流の値、電池自体の温度を取得し、かつ電池の目標温度、目標時間ｔ、電池の比熱Ｃ、電池の質量Ｍ、及び電池の内部抵抗Ｒに基づいて、要求パワーＰ１を取得し、かつ車載エアコンコントローラを起動させるか又は動作を停止させるように制御する。車載エアコンコントローラは、膨張弁及び電子弁と電気的に接続され、かつ車載エアコンコントローラは、電池管理コントローラ、電池熱管理コントローラ及びコンプレッサー１とＣＡＮ通信をそれぞれ行って、電池管理コントローラによって取得された要求パワーＰ１と電池熱管理コントローラによって取得された実際パワーＰ２に基づいて、コンプレッサーのパワーＰ、膨張弁及び電子弁の開閉を制御することにより、熱変換を制御するという目的を達成する。
なお、電池管理コントローラは、例えば電池管理機能を持つＤＳＰチップを含んでよい。電池熱管理コントローラは、例えば電池熱管理機能を持つＤＳＰチップを含んでよい。車載エアコンコントローラは、例えば車載エアコンＤＳＰチップを含んでよい。
熱変換器４１はプレート式熱交換器であってよく、プレート式熱交換器が車載エアコンの内部に取り付けられてよく、冷却剤回路全体を車載エアコンの内部にして、車載エアコンの出荷デバッグに役立ち、車載エアコンを個別に供給し組み立てることができ、同時に取付過程において車載エアコンに冷却剤を１回追加すればよい。
冷却液は流路の入口から電池６の内部に流入し、流路の出口から流出することにより、電池６と冷却液との間の熱変換を実現する。
ポンプ５１は主に動力を供給し、媒体容器５２は主に冷却液を貯蔵し、かつ温度調整システムに添加される冷却液を収容し、温度調整システムにおける冷却液が減少するときに、媒体容器５２中の冷却液から自動的に補充することができる。ヒーター５３は、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、正温度係数、一般的に正温度係数が大きい半導体材料又は部品を指す）ヒーターであってよく、電池熱管理コントローラとＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ、コントローラエリアネットワーク）通信を行うことができ、車載電池の温度調整システムに加熱パワーを供給し、コントローラによって制御され、ヒーター５３は媒体容器５２と第１の温度センサ５５との間の任意の位置に設置されてよい。つまり、ヒーター５３は電池６と直接接触せず、高い安全性、信頼性及び実用性を持つ。
第１の温度センサ５５は流路入口における冷却液の温度を検出し、第２の温度センサ５６は流路出口における冷却液の温度を検出する。流速センサ５７は温度調整システムにおける配管内の冷却液の流速情報を検出する。第１の電子弁３３は車内冷却分岐路３の開閉を制御し、第１の膨張弁３２は車内冷却分岐路３中の冷却液の流量を制御することができる。第２の電子弁４３は電池冷却分岐路４の開閉を制御し、第２の膨張弁４２は電池冷却分岐路４中の冷却液の流量を制御することができる。
図２に示すように、エアコンの冷却液が電池温度調整モジュール５と連通するときに、熱変換器４１、ポンプ５１及び媒体容器５２を設置する必要がないと理解すべきである。このような、車載エアコン回路が電池冷却分岐路４と連通する方式は、冷却効率を向上させることができ、熱変換器４１における熱変換が不完全であるという問題を回避し、つまり、熱変換器の熱変換効率による熱変換損失を絶つ。車載エアコン回路と電池冷却分岐路の冷却液が相互に独立する方式では、車載エアコン回路中の電池を冷却するコンプレッサーの実際パワーは、コンプレッサーの最大（又は定格）パワーと熱変換器４１の熱変換効率に基づいて得られ、かつ後述するコンプレッサーのパワーＰは、ここでの電池を冷却する上記コンプレッサーのパワーである（後述するコンプレッサーの最大（又は定格）冷却パワーはコンプレッサーの最大（又は定格）パワーに熱変換効率を掛けて得るものであると理解すべきである）。該熱変換効率は設定された定値であり、システム全体の構築後に測定されたものであってもよく、また、リアルタイムに取得されたものであってもよく、熱変換器の前後に温度センサを追加すると共に、熱変換器の所在する回路に流速センサを追加することにより、実際の熱変換パワーを得ることができ、電池の実際パワーＰ２と実際の熱変換パワーの比は、即ち熱変換効率である。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて電池温度調整モジュール５が電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは電池の温度調整開始時の第１のパラメータを取得し、かつ第１のパラメータに基づいて電池の第１の要求パワーを生成し、そして、電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて電池の第２の要求パワーを生成すると共に、電池の第１の要求パワーと電池の第２の要求パワーに基づいて電池の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池６の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、コントローラは、初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得し、かつ第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
コントローラは下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池６の比熱であり、Ｍが電池６の質量である。
第２のパラメータは所定の時間内の電池６の平均電流Ｉであり、コントローラは下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池６の内部抵抗である。
電池６を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池６を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、それぞれ第１の温度センサ５５によって検出された入口温度と第２の温度センサ５６によって検出された出口温度に基づいて第２の温度差ΔＴ２を生成し、かつ各電池の第２の温度差ΔＴ２、及び流速センサ５７によって検出された流速ｖに基づいて電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ｓ＊ρであり、ｓが流路の断面積であり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度である。
また、流速センサは、流量センサによって替わられてもよく、ｍ＝Ｑ＊ρ、Ｑが流量センサによって測定された単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の流量である。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池管理コントローラは車両に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、車両に温度調整を行う必要があり、例えば、電池６の温度が高過ぎると判断すれば、ＣＡＮ通信により、温度調整機能をオンにするという情報を車載エアコンコントローラに送信し、車載エアコンコントローラは温度調整機能をオンにした後に熱変換情報を電池熱管理コントローラに送信し、同時に車載コントローラは第２の電子弁を開弁するように制御し、電池熱管理コントローラはポンプ５１が初期設定回転速度（例えば、低い回転速度）で動作を開始させるように制御する。
同時に、電池管理コントローラは電池６の初期温度（即ち、現在の温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、そして式（１）に基づいて電池の第１の要求パワーを計算する。電池管理コントローラは、さらに所定の時間内の電池６の平均電流Ｉを取得し、式（２）に基づいて電池の第２の要求パワーを計算する。次に、電池管理コントローラは、電池６の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１（即ち、目標時間内に電池６の温度を目標温度に調整する要求パワー）を計算し、電池６を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池６を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
そして、電池熱管理コントローラは、第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報を取得すると共に、流速センサ５７によって検出された流速情報を取得し、式（３）に基づいて電池６の実際パワーＰ２を計算する。
最後に、車載エアコンコントローラは、電池６の要求パワーＰ１、実際パワーＰ２に基づいてコンプレッサーの出力パワーと第２の膨張弁４２の開度を制御し、好ましくは、電池熱管理コントローラはポンプ５１の回転速度を調整する。例えば、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、車載エアコンコントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２の差に基づいて、コンプレッサーのパワーを向上させ、かつ第２の膨張弁４２の開度を大きくし、好ましくは、ポンプ５１の回転速度を向上させ、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より小さければ、車載エアコンコントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２の差に基づいて、コンプレッサーのパワーを低下させ、かつ第２の膨張弁４２の開度を小さくし、好ましくは、ポンプ５１の回転速度を低下させる。
例を挙げて説明すると、上記実施形態から分かるように、要求パワーＰ１は２つの部分で構成され、電池６を冷却する必要があるときに、電池６の初期温度が４５℃で、目標温度が３５℃であれば、電池が４５℃から３５℃に低下するために放出する熱は一定であり、式（１）、即ちΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔに基づいて直接計算することができ、それが即ち第１の要求パワーである。同時に、電池６の冷却過程に放電と充電プロセスが存在し、この過程において熱が発生し、電池６の放電又は充電電流が変化しているため、この部分の熱は電池の平均電流Ｉを検出して直接取得されてよく、式（３）、即ちＩ２＊Ｒに基づいて現在の電池６の発熱パワー、即ち第２の要求パワーを直接計算する。本開示の冷却完了時間は、目標時間ｔに基づいて設定される（ｔがユーザ要求又は車両の実際の設計状況に応じて変更できる）。冷却完了に必要な目標時間ｔを決定すると、現在の電池６の冷却に必要な要求パワーＰ１を予測することができ、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ。加熱機能がオンにされば、要求パワーＰ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ、つまり、電池６の加熱過程において、電池６の放電又は充電電流が大きければ大きほど、必要な加熱パワー、即ち要求Ｐ１が小さい。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように各電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池６の温度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、電池の温度を検出し、かつ電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、一般に、第１の温度閾値は第２の温度閾値より大きく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池管理コントローラは電池６の温度をリアルタイムに検出し、かつ判断する。電池６の温度が４０℃より高ければ、このときに電池６の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、電池６に降温処理を行う必要があり、電池管理コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報を車載エアコンコントローラに送信する。車載エアコンコントローラは、電池冷却機能をオンにするという情報を受信した後に、第２の電子弁４３を開弁するように制御することにより、冷却液と電池６が熱変換を行って電池６の温度を下げる。図４に示すように、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、電池６の所在する回路の対応する第１の配管内の冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－第２の電子弁４３－第２の膨張弁４２－熱変換器４１－コンプレッサー１であり、第２の配管内の冷却液の流れ方向は、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（動作停止）－ポンプ５１－第１の温度センサ５５－電池６－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、熱変換器４１で熱変換を行って、電池６の降温を実現する。電池６の温度が０℃より低ければ、このときに電池６の温度が低過ぎることを示し、低温が電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、電池６に昇温処理を行う必要があり、電池管理コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、かつ電池加熱機能をオンにするという情報を車載エアコンコントローラに送信する。車載エアコンコントローラは、電池加熱機能をオンにするという情報を受信した後に、第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、同時に電池熱管理コントローラはヒーター５３を起動させるように制御して、温度調整システムに加熱パワーを供給する。温度調整システムが加熱モードで動作するときに、冷却液の流れ方向は、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（起動）－ポンプ５１－第１の温度センサ５５－電池６－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、電池６の昇温を実現する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードで動作し、かつ電池６の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きいときに、コントローラは、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池６の冷却液の流量を増加させたりすることにより、電池６の冷却パワーを向上させ、そして、電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であるときに、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池６の冷却パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、電池管理コントローラは電池に温度調整を行う要求パワーＰ１を取得し、電池熱管理コントローラは電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得し、車載エアコンコントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて判断する。電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池６の降温を完了できないことを示すため、車載エアコンコントローラは電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を増加させ、つまり、第２の膨張弁４２の開度を大きくしたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサー１のパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車載エアコンコントローラは、コンプレッサー１のパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサー１のパワーを適切に低下させたり、該電池の冷却液の流量を減少させ、つまり、第２の膨張弁４２の開度を小さくしたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させることができる。電池６の温度が３５℃より低いときに、電池６の冷却は完了し、電池管理コントローラはＣＡＮ通信により車載エアコンコントローラに温度調整機能をオフにするという情報を送信し、車載エアコンコントローラは第２の電子弁４３を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池６の温度が依然として３５℃より高ければ、車載エアコンコントローラはコンプレッサー１のパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードで動作し、かつ電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、コントローラは該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させ、そして、電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーター５３のパワーを低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したり、電池の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードで動作するときに、電池管理コントローラは電池に温度調整を行う要求パワーＰ１を取得し、電池熱管理コントローラは電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得する。電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池６の昇温を完了できないことを示すため、電池熱管理コントローラは該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させ、例えば、ポンプ５１の回転速度を向上させたりすることにより、該電池が目標時間内に温度調整を完了する。要求パワーＰ１と実際パワーＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーター５３のパワーの向上と該電池回路の冷却液の流量の増加が多い。電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、電池熱管理コントローラはヒーター５３のパワーを適切に低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したり、該電池回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させることができる。電池６の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池６の加熱は完了し、電池管理コントローラはＣＡＮ通信により電池熱管理コントローラに温度調整機能をオフにするという情報を送信して、電池熱管理コントローラはヒーター５３が動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池６の温度が依然として１０℃より低ければ、電池熱管理コントローラはヒーター５３のパワーを適切に向上させて、電池６が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２以下であるときに、ポンプ５１の回転速度を低下させるか又はポンプ５１の回転速度をそのまま保持し、そして、電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きいときに、ポンプ５１の回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より小さければ、コントローラはポンプ５１の回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約したり、ポンプ５１の回転速度をそのまま保持したりする。電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、コントローラはヒーター５３、コンプレッサー１のパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプ５１の回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２に等しければ、ポンプ５１の回転速度を現在の回転速度にそのまま保持するように制御すればよい。
要するに、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、電池６の要求パワーＰ１と車内冷却の要求パワーＰ４の和がコンプレッサーの最大冷却パワーＰより小さく、つまり、Ｐ１＋Ｐ４≦Ｐであれば、車載エアコンコントローラはコンプレッサー１がＰ１＋Ｐ４の冷却パワーで運転するように制御する。Ｐ１＋Ｐ４＞Ｐであれば、電池管理コントローラは電池６の温度が設定温度（例えば、４５℃）より大きいか否かを判断し、４５℃より大きければ、電池６に冷却パワーを優先的に供給し、車載エアコンコントローラはコンプレッサー１が最大冷却パワーで運転するように制御し、車載エアコンコントローラは第１の膨張弁３２と第２の膨張弁４２の開度を制御することにより、電池冷却分岐路４の冷却パワーが電池の要求パワーＰ１に等しく、車内冷却分岐路のパワーＰ４がＰからＰ１を差し引いた値である。その一方、電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサー１が最大冷却パワーで運転するように制御し、車内冷却分岐路３の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路４の冷却パワーがＰ－Ｐ４である。車内温度が設定温度に達すれば、電池６の冷却を優先的に満たす。
電池６のＰ１＞Ｐ２、電池６に調整すべきパワーがＰ３（Ｐ３＝Ｐ１－Ｐ２）であるときに、Ｐ１＋Ｐ４＋Ｐ３≦Ｐであれば、コンプレッサー１が向上すべき冷却パワーはＰ３であり、第２の膨張弁４２の開度を大きくし、及び／又はポンプ５１の回転速度を向上させることによりＰ１＝Ｐ２にすることができる。その一方、Ｐ１＋Ｐ４＋Ｐ３＞Ｐであれば、電池管理コントローラは電池の温度が設定温度より大きいか否かを判断し、例えば、設定温度が４５℃であってよく、電池の温度が４５℃より大きければ、電池６に冷却パワーを優先的に供給し、車載エアコンコントローラはコンプレッサー１が最大冷却パワーで運転するように制御し、第１の膨張弁３２と第２の膨張弁４２の開度を調整することにより、電池冷却分岐路４の冷却パワーがＰ１＝Ｐ２になるようにＰ３向上して、車内冷却分岐路３の冷却パワーを低下させる。電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサー１が最大冷却パワーで運転するように制御し、車内冷却分岐路３の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路４の冷却パワーがＰ－Ｐ４である。車内温度が設定温度に達すれば、電池６の冷却を優先的に満たし、電池冷却分岐路４の冷却パワーをＰ３向上させる。
Ｐ１≦Ｐ２であれば、車載エアコンコントローラはコンプレッサーのパワーをそのまま維持したり、コンプレッサーのパワーを低下させたり、第２の膨張弁４２の開度を小さくしたり、ポンプ５１の回転速度を低下させたりすることにより、電池冷却分岐路４の冷却パワーを低下させる。
温度調整システムが加熱モードで動作するときに、Ｐ１とＰ２のパワー差がＰ３であり、即ち、Ｐ１－Ｐ２＝Ｐ３。Ｐ１＞Ｐ２であれば、電池熱管理コントローラはヒーター５３の加熱パワーをＰ３向上させるように制御し、かつポンプ５１の回転速度を向上させる。Ｐ１≦Ｐ２であれば、電池熱管理はヒーター５３のパワーをそのまま保持するか、ヒーター５３のパワーをＰ３低下させて電気エネルギーを節約したり、ポンプ５１の回転速度を低下させたりしてよい。
冷却機能が所定の時間、例えば１時間オンにされた後、電池６の温度が依然として３５℃より高ければ、電池の冷却パワーを向上させる。加熱機能が１時間オンにされた後、電池の平均温度が依然として１０℃より低ければ、電池熱管理コントローラはヒーター５３のパワーを適切に向上させることができる。
単一コンプレッサー１が電池６の冷却に必要なパワーを満たすことができなければ、複数のコンプレッサー１を設置して電池６に冷却パワーを供給することができる。例えば、バスは、一般に４つのコンプレッサーを有し、このとき、これら４つのコンプレッサーをいずれも電池６に冷却パワーを供給するために用いることができる。
本開示の一実施形態によれば、電池に冷却剤を供給するコンプレッサー１は複数あり、車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４はいずれも複数あり、コントローラは、さらに電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて起動されているコンプレッサーの数量を判断し、かつ温度調整システムが冷却モードにあるときに、対応する数量のコンプレッサー１を起動させるように制御する。
具体的には、コンプレッサー１が複数あるときに、それに応じて、車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４は複数ある。例として、電池６に冷却剤を供給するコンプレッサー１が２つあり、車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４がいずれも２つあるときに、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、電池６の要求パワーＰ１を取得し、電池６の要求パワーＰ１が単一コンプレッサー１の最大冷却パワー以下であれば、コントローラは１つのコンプレッサー１を起動させるように制御すればよい。その一方、電池６の要求パワーＰ１が単一コンプレッサー１の最大冷却パワーより大きければ、コントローラは２つのコンプレッサー１を同時に起動させて動作させるように制御して、電池６の降温冷却パワーの要求を満たす。
コンプレッサー１が複数ある場合の動作原理は、上記コンプレッサー１が１つある場合の動作原理と同じであり、冗長な説明を避けるために、ここで説明を省略する。
本開示の実施形態に係る車載電池の温度調整システムは、電池の実際の状態に応じて電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御でき、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
図６は、本開示の実施形態１に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。図６に示すように、車載電池の温度調整方法は、以下のステップＳ１～Ｓ３を含む。
Ｓ１では、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１を取得する。
図７に示すように、本開示の実施形態では、電池に温度調整を行う要求パワーを取得するステップは、具体的には、以下のステップＳ１１～Ｓ１３を含む。
Ｓ１１では、電池の温度調整開始時の第１のパラメータを取得し、かつ第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成する。
Ｓ１２では、電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて第２の要求パワーを生成する。
Ｓ１３では、第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得する。第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
Ｓ２では、電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得する。
本開示の実施形態によれば、図７に示すように、電池に温度調整を行う実際パワーを取得するステップは、具体的には、以下のステップＳ２１～Ｓ２３を含む。
Ｓ２１では、電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。
Ｓ２２では、入口温度と出口温度に基づいて第２の温度差ΔＴ２を生成する。
Ｓ２３では、第２の温度差ΔＴ２と流速ｖに基づいて実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊Ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、Ｃが電池の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
また、流速センサは、流量センサによって替わられてもよく、ｍ＝Ｑ＊ρ、Ｑが流量センサによって測定された単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の流量である。
Ｓ３では、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整する。
本開示の実施形態では、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、目標時間内に電池の温度が目標温度に達するように調整する。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは、電池に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、必要があれば、コントローラは電池の初期温度（即ち、現在温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが車載電池の実際の状況に応じて予め設定されてよく、その後に、式（１）に基づいて第１の要求パワーを計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の電池の平均電流Ｉを取得し、式（２）に基づいて第２の要求パワーを計算する。次に、コントローラは第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１（即ち、電池の温度を目標温度に調整する要求パワー）を計算する。そして、コントローラは電池の入口温度と出口温度を取得すると共に、流速情報を取得し、式（３）に基づいて実際パワーＰ２を計算する。最後に、コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいてコンプレッサー又はヒーターが異なるパワーで運転するように制御する。これにより、該制御方法は、電池の温度調整に必要な時間を精確に制御でき、かつ電池の実際パワーがリアルタイムに調整可能であり、目標時間内に車載電池の温度調整を完了することを確保でき、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
本開示の一実施形態によれば、図８に示すように、上記車載電池の温度調整方法は、さらに以下のステップＳ１０～Ｓ５０を含んでよい。電池の温度を検出し、かつ温度が第１の温度閾値より大きいか又は第２の温度閾値より小さいかを判断する（Ｓ１０－Ｓ２０）。電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する（Ｓ３０）。第１の所定温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、４０℃であってよい。電池の温度が第１の温度閾値以下であるときに、電池の温度が第２の温度閾値より小さいか否かをさらに判断し、電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する（Ｓ４０～Ｓ５０）。第２の所定温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。電池の温度が４０℃より高ければ、このときに電池の温度が高過ぎることを示し、高温が電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、コントローラは電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつコンプレッサーを起動させるように制御することにより、冷却液と電池は熱変換を行って電池の温度を下げる。その一方、電池の温度が０℃より低ければ、このときに電池の温度が低過ぎることを示し、低温が電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、コントローラは電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、加熱パワーを供給する。電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池６に温度調整を行うと、電池の温度調整に必要な時間を精確に制御でき、かつＰ２がリアルタイムに調整可能であり、目標時間ｔ内に電池の温度調整を完了することを確保することができると理解すべきである。そして、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を容易に取得することができる。
上記実施形態から分かるように、Ｐ１は２つの部分で構成され、電池の冷却を例として、電池を冷却する必要があるときに、電池の初期温度が４５℃で、電池を冷却する目標温度が３５℃であれば、電池が４５℃から３５℃に低下するために放出する熱は一定であり、式（１）、即ちΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔに基づいて直接計算することができる。ΔＴ１が上記初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが上記電池の質量である。同時に、電池の冷却過程に放電と充電プロセスが存在し、この過程において熱が発生し、この部分の熱は電流を検出して直接取得されてよく、式（３）、即ちＩ２＊Ｒに基づいて現在の電池の発熱パワー、即ち第２の要求パワーを直接計算することができる。Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。本開示の要点の１つは、冷却時間が調整可能であり、かつ冷却完了時間が精密に確定でき、本開示では、目標時間ｔに基づいて設定される（ｔがユーザ要求又は車両の実際の設計状況に応じて変更できる）。冷却完了に必要な目標時間ｔを決定すると、現在の電池冷却に必要な要求パワーＰ１を予測することができ、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ。加熱機能がオンにされば、要求パワーＰ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ、つまり、電池の加熱過程において、電池の放電又は充電電流が大きければ大きほど、必要な加熱パワー、即ち要求Ｐ１が小さい。
電池の放電又は充電電流が変化しているため、Ｉ２＊Ｒは変化し、冷却時間の正確性をよりよく確保するために、冷却パワーを電池の現在の平均放電又は充電電流の変化に伴って変化させる必要がある。車載エアコンが電池と車室を同時に冷却すれば、電池の放電電流が小さいときに、Ｉ２＊Ｒは減少し、このときに、車載エアコンはより多くの冷却パワーを車室に分配することにより、車室が設定気温に速く達する。同時に、電池の放電又は充電電流が大きいときに、Ｉ２＊Ｒは大きく、このときに、車載エアコンはより多くの冷却パワーを電池に分配することができる。このような調整により、電池冷却に必要な時間が常に正確になると共に、車載エアコンの冷却パワーをより効率的かつ合理的に利用し、冷却パワーが大きいエアコンを配置する必要がないため、冷却パワーの無駄を回避する。
電池の冷却時間は冷却効率の影響を受け、冷却効率が外部環境温度と電池の現在の温度の影響を受け、電池の冷却過程において、温度調整システムの効率も絶えず変化するため、冷却効率は１００％であるわけがなく、要求パワーＰ１しかに基づいて電池冷却に必要な時間を正確に調整することができず、電池の実際パワーＰ２を検出する必要がある。本開示では、電池の実際パワーＰ２は式（３）、即ちΔＴ２ ＊Ｃ＊ｍに基づいて計算することができる。Ｐ２、即ち電池の実際冷却パワーＰ２は、式（４）、即ちΔＴ３ ＊Ｃ＊ｍ１に基づいて計算して取得することができ、ΔＴ３がある時間内の電池の温度変化であり、Ｃが電池の比熱であり、ｍ１が電池の質量である。しかしながら、電池の質量が大きいため、単位時間当たりに温度変化が明らかではなく、長時間を要してこそ温度差を検出することができ、リアルタイム性の要求に合致しないため、一般に式（３）に基づいて実際パワーＰ２を計算する。
冷却効率の影響を受けるため、実際パワーＰ２が完全に要求パワーＰ１に等しくなりにくく、電池の冷却の目標時間ｔをより正確にするために、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差に基づいてリアルタイムに調整することにより、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２に等しくなることを確保する必要がある。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムの現在の動作モードが冷却モードにあるときに、図９に示すように、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下のステップＳ３１～Ｓ３３を含む。
Ｓ３１では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。
Ｓ３２では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させる。
Ｓ３３では、要求パワーが実際パワー以下であれば、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持する。
具体的には、温度調整システムが冷却モードに入るときに、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいてコンプレッサー１のパワーを調整する。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、コンプレッサーが現在のパワーで運転すれば、目標時間ｔ内に電池の温度を目標温度に下げることができないことを示す。したがって、コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を継続して取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサーのパワーを向上させ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサーのパワーを多く向上させることにより、所定の時間内に電池の温度を目標温度に下げる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させることができる。電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、ＣＡＮ通信により、温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池の温度が依然として３５℃より高ければ、コントローラはコンプレッサーのパワーを適切に向上させて、電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、図９に示すように、温度調整システムの現在の動作モードが加熱モードにあるときに、要求パワーと実際パワーに基づいて電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下のステップＳ３４～Ｓ３６を含む。
Ｓ３４では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。
Ｓ３５では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させる。
Ｓ３６では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーをそのまま保持する。
具体的には、温度調整システムが加熱モードに入るときに、ヒーターを起動させ、コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいてヒーターのパワーを調整する。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、ヒーターが現在のパワーで加熱すれば、所定の時間内に電池の温度を目標温度に上げることができないことを示す。したがって、コントローラは要求パワーＰ１とＰ２との間のパワー差を継続して取得し、かつパワー差に基づいてヒーターのパワーを向上させ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーターのパワーの向上が多い。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーをそのまま保持することができる。電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、電池管理コントローラはＣＡＮ通信により電池熱管理コントローラに温度調整機能をオフにするという情報を送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池の温度が依然として１０℃より低ければ、コントローラはヒーターのパワーを適切に向上させて、電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、図１０に示すように、上記車載電池の温度調整方法は、さらに以下のステップＳ３７～Ｓ３８を含んでよい。
Ｓ３７では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、ポンプの回転速度を低下させるか又はポンプの回転速度をそのまま保持する。
Ｓ３８では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、ポンプの回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、コントローラはポンプの回転速度を低下させるように制御して電気エネルギーを節約したり、ポンプの回転速度をそのまま保持したりする。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、コントローラはヒーター又はコンプレッサーのパワーを向上させるように制御することに加え、また、ポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液質量を増加させることにより、実際パワーＰ２を向上させて、目標時間内に電池の温度調整を実現することができる。
本開示の一実施形態によれば、電池に冷却剤を供給するコンプレッサーが複数あるときに、上記方法は、さらに以下を含んでよい。要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーに基づいて、起動されているコンプレッサーの数量を判断する。冷却モードにあるときに、対応する数量のコンプレッサーを起動させるように制御する。
要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーに基づいて起動されているコンプレッサーの数量を判断するステップは、具体的には、以下を含む。電池の要求パワーＰ１が単一コンプレッサーの最大冷却パワーより大きいか否かを判断する。単一コンプレッサーの最大冷却パワーより大きければ、複数のコンプレッサーを同時に起動させるように制御する。
例として、電池に冷却剤を供給するコンプレッサー１が２つあるときに、冷却モードに入るときに、要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーに基づいて起動されているコンプレッサーの数量を判断し、要求パワーＰ１が単一コンプレッサーの最大冷却パワー以下であれば、１つのコンプレッサーを起動させるように制御すればよい。その一方、温度調整の要求パワーＰ１が単一コンプレッサーの最大冷却パワーより大きければ、２つのコンプレッサーを同時に起動させて動作させるように制御して、電池の降温冷却パワーの要求を満たす。
なお、本開示の実施形態では、電池は単一電池パック（複数の電池セルから構成される）であってもよく、複数の電池パックを直列接続し、並列接続するか又は直並列接続して構成されてもよい。電池が複数の並列接続された電池パックを備えるときに、各電池パック間で温度調整のパワー分配を行う必要があり、これは弁によってパワー分配を行う必要がある。
要するに、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、電池の要求パワーＰ１と車内冷却の要求パワーＰ４の和がコンプレッサーの最大冷却パワーＰより小さく、つまり、Ｐ１＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラはコンプレッサーがＰ１＋Ｐ４の冷却パワーで運転するように制御する。Ｐ１＋Ｐ４＞Ｐであれば、コントローラは電池の温度が設定温度（例えば、４５℃）より大きいか否かを判断し、４５℃より大きければ、コントローラは電池に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーで運転するように制御し、電池冷却分岐路と車内冷却分岐路の冷媒流量を制御することにより、電池冷却分岐路の冷却パワーが電池の要求パワーＰ１に等しく、車内冷却分岐路のパワーＰ４がＰからＰ１を差し引いた値である。その一方、電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーで運転するように制御し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４である。その一方、電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサー１が最大冷却パワーで運転するように制御し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４である。車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却を優先的に満たす。
電池のＰ１＞Ｐ２、電池に調整すべきパワーがＰ３（Ｐ３＝Ｐ１－Ｐ２）であるときに、Ｐ１＋Ｐ４＋Ｐ３≦Ｐ５であれば、コンプレッサー１が向上すべき冷却パワーはＰ３であり、電池冷却分岐路の冷媒流量を増加させ、及び／又はポンプの回転速度を向上させることによりＰ１＝Ｐ２にすることができる。その一方、Ｐ１＋Ｐ４＋Ｐ３＞Ｐであれば、コントローラは電池の温度が設定温度より大きいか否かを判断し、例えば、設定温度が４５℃であってよく、電池の温度が４５℃より大きければ、コントローラは電池に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーで運転するように制御することにより、電池冷却分岐路の冷却パワーを向上させ、車内冷却分岐路の冷却パワーを低下させる。電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーで運転するように制御し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４である。車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却を優先的に満たし、電池冷却分岐路の冷却パワーをＰ３向上させる。
Ｐ１≦Ｐ２であれば、コンプレッサーのパワーをそのまま維持したり、コンプレッサーのパワーを低下させたり、電池冷却の冷媒流量を減少させたり、ポンプの回転速度を低下させたりすることにより、電池冷却分岐路の冷却パワーを低下させる。
温度調整システムが加熱モードで動作するときに、Ｐ１とＰ２のパワー差がＰ３であり、即ち、Ｐ１－Ｐ２＝Ｐ３。Ｐ１＞Ｐ２であれば、コントローラはヒーターの加熱パワーがＰ３向上するように制御し、かつポンプの回転速度を向上させる。Ｐ１≦Ｐ２であれば、ヒーターのパワーをそのまま保持するか、ヒーターのパワーをＰ３低下させて電気エネルギーを節約したり、ポンプの回転速度を低下させたりしてよい。
冷却機能が所定の時間、例えば１時間オンにされた後、電池の温度が依然として３５℃より高ければ、コントローラは電池の冷却パワーを向上させる。加熱機能が１時間オンにされた後、電池の平均温度が依然として１０℃より低ければ、コントローラはヒーターのパワーを適切に向上させることができる。
本開示の実施形態の車載電池の温度調整方法によれば、まず、電池に温度調整を行う要求パワーを取得し、次に電池に温度調整を行う実際パワーを取得し、最後に要求パワーと実際パワーに基づいて目標時間内に電池の温度が目標温度に達するように調整する。これにより、該方法は電池の温度調整の時間を精確に制御でき、かつ電池の実際パワーがリアルタイムに調整可能であり、目標時間内に車載電池の実際の状態に応じて車載電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御することを確保でき、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
また、本開示は、プロセッサによって実行されるときに上記車載電池の温度調整方法を実現するコンピュータプログラムが記憶された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体をさらに提供する。
本開示の実施形態の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体によれば、まず、電池に温度調整を行う要求パワーを取得し、次に電池に温度調整を行う実際パワーを取得し、最後に要求パワーと実際パワーに基づいて目標時間内に電池の温度が目標温度に達するように調整する。これにより、該方法は電池の温度調整の時間を精確に制御でき、かつ電池の実際パワーがリアルタイムに調整可能であり、目標時間内に車載電池の実際の状態に応じて車載電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御することを確保でき、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
車両の電池６の数量が複数あり、かつ複数の電池６が並列接続されているときに、例えば、電池６の数量が２つあり、それぞれが第１の電池６１と第２の電池６２であるときに、図１１に示すように、車載電池の温度調整システムは、コンプレッサー１、コンデンサ２、電池冷却分岐路４及び電池温度調整モジュール５を含む。
コンデンサ２はコンプレッサー１と接続され、電池冷却分岐路４はコンプレッサー１とコンデンサ２との間に接続される。電池温度調整モジュール５は、複数の並列接続された電池６、及び電池冷却分岐路４と接続され、複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、それぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、それぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。それぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、目標時間ｔ内に複数の並列接続された電池の温度が目標温度に達するように調整する。
つまり、電池温度調整モジュール５が各電池のＰ１とＰ２に基づいて各電池６に温度調整を行うときに、目標時間ｔ内に各電池６の実際の状態に応じて車載電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整することを確保することができる。
車内の温度が高過ぎるときに、車内冷却機能がオンにされ、冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－車内冷却分岐路３－コンプレッサー１である。第１の電池６１の温度が高過ぎるときに、電池冷却機能がオンにされ、第１の配管と第２の配管内の冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－電池冷却分岐路４－コンプレッサー１であり、電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－第１の電池６１－電池温度調整モジュール５－電池冷却分岐路４である。第２の電池６２の温度が高過ぎるときに、第１の配管と第２の配管内の冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－電池冷却分岐路４－コンプレッサー１であり、電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－第２の電池６２－電池温度調整モジュール５－電池冷却分岐路４である。
電池温度調整モジュール５の冷却パワーが車載エアコンによって供給され、車内冷却システムと冷却力を共用することにより、温度調整システムの体積を減少させ、冷却液の流量の分配をより柔軟にすることができる。これにより、各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御できるため、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
本開示の一実施形態によれば、図４に示すように、電池冷却分岐路４は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含み、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。
電池温度調整モジュール５は、電池の温度を調整し、電池６内に設置された流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは、複数の並列接続された電池６の要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２をそれぞれ取得し、かつそれぞれ各電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池６の温度を調整する。車内冷却分岐路３は、エバポレーター３１、第１の膨張弁３２及び第１の電子弁３３を含んでよい。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２及び第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
電池冷却分岐路４において熱変換器４１が設置されなくてよく、熱変換器４１がないときに、電池冷却分岐路４を流れるのは冷媒であると理解すべきである。熱変換器４１が設置されていれば、電池冷却分岐路４の第１の配管を流れるのは冷媒であり、第２の配管を流れるのは冷却液であり、車内冷却分岐路を流れるのは冷媒である。
本開示の一実施形態によれば、図１１に示すように、電池温度調整モジュール５は、流路の入口に設置された第１の温度センサ５５、流路の出口に設置された第２の温度センサ５６、及び流速センサ５７をさらに含む。流路の入口と出口の位置は絶対的ではなく、ポンプ５１の回転方向に応じて確定されると理解すべきである。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、電池管理コントローラ、電池熱管理コントローラ及び車載エアコンコントローラを含んでよい。電池熱管理コントローラは、ポンプ５１、第１の温度センサ５５、第２の温度センサ５６及び流速センサ５７と電気的に接続され、かつ媒体の比熱、媒体の密度に基づいて、複数の並列接続された電池の実際パワーＰ２を取得し、ポンプ５１の回転速度を制御することができる。電池熱管理コントローラは、さらに弁５８の開度を制御することにより、第１の電池６１の冷却回路と第２の電池６２の冷却回路の冷却液の流量を制御するため、第１の電池６１の冷却回路と第の電池６２の冷却回路の冷却パワーの分配を調整することができる。電池管理コントローラは、電池を流れる電流、電池自体の温度を取得し、かつ電池の目標温度、目標時間ｔ、電池の比熱Ｃ、電池の質量Ｍ、及び電池の内部抵抗Ｒに基づいて、要求パワーＰ１を取得し、かつ車載エアコンコントローラを起動させるか又は動作を停止させるように制御する。車載エアコンコントローラは、コンプレッサー１、膨張弁及び電子弁と電気的に接続され、電池管理コントローラによって取得された要求パワーＰ１と電池熱管理コントローラによって取得された実際パワーＰ２に基づいて、コンプレッサーのパワーＰ、膨張弁及び電子弁の開閉を制御することにより、熱変換を制御するという目的を達成する。
なお、電池管理コントローラは、例えば電池管理機能を持つＤＳＰチップを含んでよい。電池熱管理コントローラは、例えば電池熱管理機能を持つＤＳＰチップを含んでよい。車載エアコンコントローラは、例えば車載エアコンＤＳＰチップを含んでよい。
熱変換器４１はプレート式熱交換器であってよく、プレート式熱交換器が車載エアコンの内部に取り付けられてよく、冷却剤回路全体を車載エアコンの内部にして、車載エアコンの出荷デバッグに役立ち、車載エアコンを個別に供給し組み立てることができ、同時に取付過程において車載エアコンに冷却剤を１回追加すればよい。
冷却液は流路の入口から電池６の内部に流入し、流路の出口から流出することにより、電池６と冷却液との間の熱変換を実現する。
ポンプ５１は主に動力を供給し、媒体容器５２は主に冷却液を貯蔵し、かつ温度調整システムに添加される冷却液を収容し、温度調整システムにおける冷却液が減少するときに、媒体容器５２中の冷却液から自動的に補充することができる。ヒーター５３は、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ、正温度係数、一般的に正温度係数が大きい半導体材料又は部品を指す）ヒーターであってよく、電池熱管理コントローラとＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ、コントローラエリアネットワーク）通信を行い、車載電池の温度調整システムに加熱パワーを供給し、電池熱管理コントローラによって制御される。つまり、ヒーター５３は電池６と直接接触せず、高い安全性、信頼性及び実用性を持つ。
第１の温度センサ５５は流路入口における冷却液の温度を検出し、第２の温度センサ５６は流路出口における冷却液の温度を検出する。流速センサ５７は温度調整システムにおける配管内の冷却液の流速情報を検出する。第１の電子弁３３は車内冷却分岐路３の開閉を制御し、第１の膨張弁３２は車内冷却分岐路３中の冷却液の流量を制御することができる。第２の電子弁４３は電池冷却分岐路４の開閉を制御し、第２の膨張弁４２は電池冷却分岐路４中の冷却液の流量を制御することができる。各電池６の流路の入口に弁５８がさらに設置される。電池熱管理コントローラは各電池６の対応するＰ１とＰ２に基づいて弁５８を制御することにより、各電池６に流入する冷却液の流量をそれぞれ制御して、各電池６の加熱パワー／冷却パワーを精確に制御することができる。本開示の一実施形態によれば、車載エアコンコントローラは、さらに複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成し、かつ総要求パワーＰｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断し、整合すれば、車載エアコンコントローラは複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１に基づいて複数の並列接続された電池６を冷却する。整合しなければ、車載エアコンコントローラはエアコンの最大冷却パワーＰと複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１に基づいて複数の並列接続された電池６を冷却する。
具体的には、図１１に示すように、車載エアコンコントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができる。その後に、総要求パワーＰｚに基づいて、Ｐｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断し、つまり、ＰｚがＰ以下であるか否かを判断し、そうであれば、車載エアコンコントローラは各電池の要求パワーＰ１に基づいてコンプレッサー１のパワーを制御することにより各電池を冷却し、同時に電池熱管理コントローラは第１の電池６１と第２の電池６２の冷却要求パワーに基づいて、弁５８の開度を制御することにより、第１の電池６１と第２の電池６２の冷却パワーを調整する。その一方、Ｐｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合しなければ、即ち、ＰｚがＰより大きければ、車載エアコンはコンプレッサー１が最大冷却パワーＰで動作するように制御し、同時に電池熱管理コントローラはエアコンの最大冷却パワーＰと各電池の要求パワーＰ１に基づいて、弁５８の開度を制御することにより、割合に応じて冷却液の流量の分配を行うことにより、最大効率で各電池６は降温を完了することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて電池温度調整モジュール５が各電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、電池管理コントローラは各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成し、そして、各電池の温度調整中の第２のパラメータをそれぞれ取得し、第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成すると共に、各電池の第１の要求パワーと各電池の第２の要求パワーに基づいて各電池の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池６の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、電池管理コントローラは、初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得し、かつ第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
電池管理コントローラは下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池６の比熱であり、Ｍが電池６の質量である。
第２のパラメータは所定の時間内の各電池６の平均電流Ｉであり、電池管理コントローラは下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池６の内部抵抗である。
電池６を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池６を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、電池熱管理コントローラは、それぞれ第１の温度センサ５５によって検出された入口温度と第２の温度センサ５６によって検出された出口温度に基づいて第２の温度差ΔＴ２を生成し、かつ各電池の第２の温度差ΔＴ２、及び流速センサ５７によって検出された流速ｖに基づいて各電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、電池熱管理コントローラは、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池管理コントローラは車両に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、車両に温度調整を行う必要があり、例えば、電池６の温度が高過ぎると判断すれば、ＣＡＮ通信により、温度調整機能をオンにするという情報を車載エアコンに送信し、車載エアコンコントローラは温度調整機能をオンにした後に熱変換情報を電池熱管理コントローラに送信し、同時に車載コントローラは第２の電子弁４３を開弁するように制御し、電池熱管理コントローラはポンプ５１が初期設定回転速度（例えば、低い回転速度）で動作を開始させるように制御する。
同時に、電池管理コントローラは各電池６の初期温度（即ち、現在の温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、そして式（１）に基づいて各電池の第１の要求パワーを計算する。同時に、電池管理コントローラは、さらに所定の時間内の電池６の平均電流Ｉを取得し、式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーを計算する。次に、電池管理コントローラは、各電池６の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１（即ち、目標時間内に電池６の温度を目標温度に調整する要求パワー）を計算し、電池６を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池６を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
そして、電池熱管理コントローラは、各電池の対応して設置された第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報をそれぞれ取得すると共に、流速センサ５７によって検出された流速情報をそれぞれ取得し、式（３）に基づいて各電池６の実際パワーＰ２をそれぞれ計算する。
最後に、電池熱管理コントローラは、各電池６の対応する要求パワーＰ１、実際パワーＰ２に基づいて、弁５８を制御することにより、各電池６に流入する冷却液の流量をそれぞれ制御して、各電池６の加熱パワー／冷却パワーを精確に制御することができる。例えば、第１の電池６１の要求パワーＰ１が第２の電池６２の要求パワーＰ１より大きければ、電池熱管理コントローラは第１の電池６１の所在する回路の弁５８の開度を大きくし、第２の電池６２の所在する回路の弁５８の開度を小さくするように制御することができる。
電池６の温度が低ければ、車載エアコンコントローラは、第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、電池熱管理コントローラはヒーター５３を起動させるように制御し、かつ電池熱管理コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいてヒーター５３の加熱パワーを制御して、目標時間ｔ内に電池６の温度を目標温度に上げて、温度が高過ぎて電池６の動作性能に影響を及ぼすことを防止する。これにより、目標時間内に各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御することを確保することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整する。
具体的には、上記実施形態から分かるように、要求パワーＰ１は２つの部分で構成され、第１の電池６１を例として、第１の電池６１を冷却する必要があるときに、第１の電池６１の初期温度が４５℃で、目標温度が３５℃であれば、電池が４５℃から３５℃に低下するために放出する熱は一定であり、式（１）、即ちΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔに基づいて直接計算することができる。同時に、第１の電池６１の冷却過程に放電と充電プロセスが存在し、この過程において熱が発生し、この部分の熱は第１の電池の平均電流Ｉを検出して直接取得されてよく、式（３）、即ちＩ２＊Ｒに基づいて現在の第１の電池６１の発熱パワー、即ち第２の要求パワーを直接計算する。本開示の冷却完了時間は、目標時間ｔに基づいて設定される（ｔがユーザ要求又は車両の実際の設計状況に応じて変更できる）。冷却完了に必要な目標時間ｔを決定すると、現在の第１の電池６１の冷却に必要な要求パワーＰ１を予測することができ、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ。加熱機能がオンにされば、要求パワーＰ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ、つまり、第１の電池６１の加熱過程において、第１の電池６１の放電又は充電電流が大きければ大きいほど、必要な加熱パワー、即ち要求Ｐ１が小さい。
第１の電池６１の放電又は充電電流が変化しているため、Ｉ２＊Ｒは変化し、冷却時間の正確性をよりよく確保するために、冷却パワーを第１の電池６１の現在の平均放電又は充電電流の変化に伴って変化させる必要がある。車載エアコンが第１の電池６１と車室を同時に冷却すれば、第１の電池６１の放電電流が小さいときに、Ｉ２＊Ｒは減少し、このときに、より多くの冷却パワーを車室に分配することにより、車室が設定気温に速く達する。同時に、第１の電池６１の放電又は充電電流が大きいときに、Ｉ２＊Ｒは大きく、このときに、車載エアコンはより多くの冷却パワーを第１の電池６１に分配することができる。このような調整により、電池冷却に必要な時間が常に正確になると共に、車載エアコンの冷却パワーをより効率的かつ合理的に利用し、冷却パワーが大きいエアコンを配置する必要がないため、冷却パワーの無駄を回避する。
電池の冷却時間は冷却効率の影響を受け、冷却効率が外部環境温度と電池の現在の温度の影響を受け、第１の電池６１の冷却過程において、温度調整システムの効率も絶えず変化するため、冷却効率は１００％であるわけがなく、Ｐ１しかに基づいて第１の電池６１の冷却時間を正確に調整することができず、第１の電池６１の実際パワーＰ２を検出する必要がある。本開示では、第１の電池６１の実際パワーＰ２は式（３）、即ちΔＴ２ ＊ｃ＊ｍに基づいて計算することができる。Ｐ２、即ち電池の実際冷却パワーは、式（４）、即ちΔＴ３ ＊Ｃ＊ｍ１に基づいて計算して取得することができ、ΔＴ３がある時間内の第１の電池６１の温度変化であり、Ｃが第１の電池６１の比熱であり、ｍ１が第１の電池６１の質量である。しかしながら、一般に電池の質量が大きいため、単位時間当たりに温度変化が明らかではなく、長時間を要してこそ温度差を検出することができるため、一般に式（３）に基づいて実際パワーＰ２を計算する。
第２の電池６２に温度調整を行う必要があるときに、その要求パワーＰ１と実際パワーＰ２の取得方法は、上記第１の電池６１の原理と同じであるため、ここで説明を省略する。
冷却効率の影響を受けるため、実際パワーＰ２が完全に要求パワーＰ１に等しくなりにくく、各電池６の冷却の目標時間ｔをより正確にするために、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差に基づいてリアルタイムに調整することにより、電池６の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２に等しくなることを確保する必要がある。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように各電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池６の温度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、複数の並列接続された電池の温度を検出し、かつ複数の並列接続された電池６のうちの少なくとも１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、複数の並列接続された電池６のうちの少なくとも１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池管理コントローラは各電池６の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池６の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池６の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池６に降温処理を行う必要があり、電池管理コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報を車載エアコンコントローラに送信し、車載エアコンコントローラは電池冷却機能をオンにするという情報を受信した後に第２の電子弁４３を開弁するように制御することにより、冷却液と電池６は熱変換を行って該電池６の温度を下げる。図１１に示すように、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、第１の電池６１の所在する回路の対応する第１の配管内の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－第２の電子弁４３－第２の膨張弁４２－熱変換器４１－コンプレッサー１であり、第１の電池６１の所在する回路の対応する第２の配管内の冷却液の流れ方向は、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（動作停止）－ポンプ５１－弁５８－第１の温度センサ５５－第１の電池６１－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、熱変換器４１で熱変換を行って、第１の電池６１の降温を実現する。第２の電池６２の所在する回路中の第１の配管内の冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－第２の電子弁４３－第２の膨張弁４２－熱変換器４１－コンプレッサー１であり、第２の電池６２の所在する回路中の第２の配管内の冷却液の流れ方向は、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（動作停止）－ポンプ５１－弁５８－第１の温度センサ５５－第２の電池６２－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、熱変換器４１で熱変換を行って、第２の電池６２の降温を実現する。
ある電池６の温度が０℃より低ければ、このときに該電池６の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池６に昇温処理を行う必要があり、電池管理コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、かつ電池加熱機能をオンにするという情報を車載エアコンコントローラに送信する。車載エアコンコントローラは、電池加熱機能をオンにするという情報を受信した後に、第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、かつ電池熱管理コントローラはヒーター５３を起動させるように制御して、温度調整システムに加熱パワーを供給する。温度調整システムが加熱モードで動作するときに、第１の電池６１と第２の電池６２中の冷却液の流れ方向は、それぞれ、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（起動）－ポンプ５１－弁５８－第１の温度センサ５５－第１の電池６１－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（起動）－ポンプ５１－第１の温度センサ５５－第２の電池６２－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、電池６の昇温を実現する。弁５８の開度を調整して各電池６に流入する冷却液の流量を調整することにより、各電池の加熱／冷却パワーを調整すると理解すべきである。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、電池管理コントローラは、ある電池６の要求パワーＰ１が該電池の対応する実際パワーＰ２より大きいときに、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池６の冷却液の流量を増加させたりすることにより、電池６の冷却パワーを向上させ、そして、ある電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であるときに、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池６の冷却パワーを低下させる。
具体的には、電池６が複数あり、かつ並列接続されば、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、電池管理コントローラは電池に温度調整を行う要求パワーＰ１を取得し、電池熱管理コントローラは電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得し、車載エアコンコントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて判断する。そのうちのある電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池６の降温を完了できないことを示すため、車載エアコンコントローラは該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の冷却液の流量を増加させ、つまり、第２の膨張弁４２の開度を大きくしたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサー１のパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車載エアコンコントローラは、コンプレッサー１のパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサー１のパワーを適切に低下させたり、該電池の冷却液の流量を減少させ、つまり、第２の膨張弁４２の開度を小さくしたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させることができる。すべての電池６の温度が３５℃より低いときに、電池６の冷却は完了し、電池管理コントローラはＣＡＮ通信により車載エアコンに温度調整機能をオフにするという情報を送信し、車載エアコンコントローラは第２の電子弁４３を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池６が依然として存在すれば、車載エアコンコントローラは電池の冷却パワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードで動作し、電池管理コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーター５３のパワーを低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したり、電池の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、電池が複数あり、かつ並列接続されば、温度調整システムが加熱モードで動作するときに、電池管理コントローラは電池に温度調整を行う要求パワーＰ１を取得し、電池熱管理コントローラは電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得する。そのうちのある電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池６の昇温を完了できないことを示すため、電池熱管理コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させ、例えば、ポンプ５１の回転速度を向上させたりすることにより、該電池が目標時間内に温度調整を完了することができる。要求パワーＰ１と実際パワーＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーター５３のパワーの向上と該電池回路の冷却液の流量の増加が多い。ある電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、コントローラは、ヒーター５３のパワーを適切に低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したり、該電池回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、該電池の加熱パワーを低下させることができる。すべての電池６の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池６の加熱は完了し、電池管理コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信して、電池熱管理コントローラはヒーター５３が動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池６が依然として存在すれば、電池熱管理コントローラはヒーター５３のパワーとポンプ５１の回転速度を適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さいときに、ポンプ５１の回転速度を低下させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きいときに、ポンプ５１の回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より小さければ、コントローラはポンプ５１の回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池６の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、コントローラはヒーター５３、コンプレッサー１のパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプ５１の回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
単一コンプレッサー１が複数の電池６の冷却に必要なパワーを満たすことができなければ、複数のコンプレッサー１を設置して電池６に冷却パワーを供給することができる。例えば、バスは、一般に４つのコンプレッサーを有し、このとき、これら４つのコンプレッサーをいずれも電池６に冷却パワーを供給するために用いることができる。
本開示の一実施形態によれば、電池に冷却剤を供給するコンプレッサー１が複数あれば、コントローラは、さらに各電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて、起動されているコンプレッサーの数量を判断し、かつ温度調整システムが冷却モードにあるときに、対応する数量のコンプレッサー１を起動させるように制御する。
コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成することができ、コントローラは、総要求パワーＰｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きいと判断するときに、複数のコンプレッサー１を同時に起動させるように制御する。
例として、複数の電池６に冷却剤を供給するコンプレッサー１が２つあるときに、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池６のＰ１をそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算して温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができる。Ｐｚが単一コンプレッサー１の最大冷却パワー以下であれば、コントローラは１つのコンプレッサー１を起動させるように制御すればよい。その一方、Ｐｚが単一コンプレッサー１の最大冷却パワーより大きければ、コントローラは２つのコンプレッサー１を同時に起動させて動作させるように制御して、電池６の降温冷却パワーの要求を満たす。
当業者が本開示をより明確に理解できるように、以下、具体的な実施形態を組み合わせて、図１１に示す車載電池の温度調整システムの動作過程を説明する。
電池６は、第１の電池６１と第２の電池６２を含み、Ｐｚ＝Ｐ１１＋Ｐ１２、Ｐ１１が第１の電池６１の要求パワーであり、Ｐ１２が第２の電池６２の温度調整の要求パワーであり、Ｐｚが第１の電池６１と第２の電池６２の要求パワーの和（総要求パワーＰｚ）である。Ｐｆ＝Ｐ２１＋Ｐ２２、Ｐ２１が電池６１の実際パワーであり、Ｐ２２が電池６２の実際パワーであり、Ｐｆが第１の電池６１と第２の電池６２の実際パワーの和である。
ある電池の温度が第１の温度閾値（例えば、４０℃）より大きいときに、車載電池の温度調整システムが冷却モードで動作し、総要求パワーＰｚと車内冷却要求パワーＰ４の和がコンプレッサーの最大冷却パワーＰより小さく、即ちＰｚ＋Ｐ４＜Ｐであれば、コントローラはコンプレッサー１がＰｚ＋Ｐ４の冷却パワーで運転するように制御する。この場合に、Ｐｚ＜Ｐ、Ｐ４＜Ｐであると理解すべきでる。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐであれば、第１の電池６１又は第２の電池６２の温度が４５℃より大きいか否かを判断し、４５℃より大きければ、電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コントローラはコンプレッサー１が最大冷却パワーＰで運転するように制御し、電池冷却分岐路４の冷却パワーがＰｚであり、車内冷却分岐路３の冷却パワーがＰ－Ｐｚに等しい。
電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサー１が最大冷却パワーＰで運転し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４に等しい。第１の電池６１の冷却分岐路と第２の電池６２の冷却分岐路は割合に応じて冷却パワーを低下させる。割合は、（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であってよい。車内温度が設定温度に達すれば、電池の冷却パワーを優先的に満たす。
第１の電池６１と第２の電池６２の実際パワーの和はＰｆであり、Ｐｚ＞Ｐｆであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）である。Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ≦Ｐであれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、第２の膨張弁４２の開度を大きくし、ポンプ５１の回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ＞Ｐ（かつＰｚ＋Ｐｃ≦Ｐ）であれば、以下の判断を行う。
第１の電池６１と第２の電池６２の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。４５℃より大きければ、電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーは最大冷却パワーで運転し、同時にポンプ５１の回転速度を向上させ、電池冷却分岐路の冷却パワーをＰｃ向上させ、車内冷却分岐路のパワーをＰｃ低下させる。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
電池の温度が４５℃以下であり、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転し、ポンプ５１の回転速度を向上させ、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４に等しい。第１の電池６１の冷却分岐路と第２の電池６２の冷却分岐路は割合に応じて冷却パワーを低下させる。割合は、（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であってよい。第１の電池６１の冷却パワーはＰ１１＊（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であり、第２の電池６２の冷却パワーはＰ１２＊（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）である。
車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却パワーを優先的に満たし、コンプレッサーは最大パワーＰで運転し、第２の膨張弁４２の開度を大きくし、ポンプ５１の回転速度を向上させることにより、電池冷却分岐回路の冷却パワーをＰｃ向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
Ｐｚ≦Ｐｆであるときに、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｆ－Ｐｚ）であると、コントローラはコンプレッサーの冷却パワーをそのまま維持したり、コンプレッサーの冷却パワーを低下させたり、第２の膨張弁４２の開度を小さくしたり、ポンプ５１の回転速度を低下させたりする。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
電池に冷却パワーを供給するコンプレッサー１が複数あり、複数のコンプレッサーの最大冷却パワーの和がＰ５であると、電池冷却パワーの調整は以下のとおりであってよい。
（１）Ｐｚ＞Ｐｆであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であり、Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ≦Ｐ５であれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプの回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、電池６２の冷却パワーを低下させる。
Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ＞Ｐ５（かつＰｚ＋Ｐｃ≦Ｐ５）であれば、以下の判断を行う。
電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。４５℃より大きければ、コントローラは電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーは最大冷却パワーで運転し、同時にポンプの回転速度を向上させ、電池冷却分岐路の冷却パワーをＰｃ向上させ、車内冷却分岐路のパワーをＰｃ低下させる。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
電池の温度が４５℃以下であり、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、すべてのコンプレッサーが最大冷却パワーで運転し、ポンプの回転速度を向上させ、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーが＝Ｐ５－Ｐ４である。第１の電池６１の冷却分岐路と第２の電池６２の冷却分岐路は割合に応じて冷却パワーを低下させる。割合は、（Ｐ５－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であってよい。第１の電池６１の冷却パワーはＰ１１＊（Ｐ５－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であり、第２の電池６２の冷却パワーはＰ１２＊（Ｐ５－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）である。
車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却パワーを優先的に満たし、すべてのコンプレッサーは最大パワーで運転し、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプの回転速度を向上させることにより、電池冷却分岐回路の冷却パワーをＰｃ向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、電池６２の冷却パワーを低下させる。
（２）Ｐｚ≦Ｐｆであるときに、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｆ－Ｐｚ）であると、コントローラはコンプレッサーの冷却パワーをそのまま維持したり、コンプレッサーの冷却パワーを低下させたり、第２の膨張弁４２の開度を小さくしたり、ポンプ５１の回転速度を低下させたりする。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
車載電池の温度が第２の温度閾値（例えば、０℃）より小さく、車載電池の温度調整システムが加熱モードで動作するときに、Ｐｚ＞Ｐｆであれば、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であるときに、ヒーター５３の加熱パワーをＰｃ向上させ、ポンプ５１の回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の加熱パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の加熱パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の加熱パワーを低下させる。
Ｐｚ≦Ｐｆであれば、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であるときに、ヒーターのパワーをそのまま保持したり、加熱パワーをＰｃ低下させたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の加熱パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、電池６２の加熱パワーを低下させる。
第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスをとれるように、以下の処理を行ってよい。
電池冷却を行う過程において、第１の電池６１の温度Ｔ６１と第２の電池６２の温度Ｔ６２との間の電池温度差が３℃（該温度値が所定値である）を超えれば、つまり、Ｔ６１－Ｔ６２＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、第１の電池６１の冷却分岐路中の弁５８の開度を大きくするように制御し、第２の電池６２の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を小さくするように制御して、第１の電池６１の冷却パワーを向上させ、第２の電池６２の冷却パワーを低下させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。Ｔ６２－Ｔ６１＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、第２の電池６２の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を大きくするように制御し、第１の電池６１の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を小さくするように制御して、第２の電池６２の冷却パワーを向上させ、第１の電池６１の冷却パワーを低下させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。
電池加熱を行う過程において、第１の電池６１と第２の電池６２との間の電池の温度差が３℃を超えれば、つまり、Ｔ６１－Ｔ６２＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、電池６１の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を小さくするように制御し、電池６２の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を大きくするように制御して、第１の電池６１の加熱パワーを低下させ、第２の電池６２の加熱パワーを向上させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。Ｔ６２－Ｔ６１＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、電池６２の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を小さくするように制御し、電池６１の冷却分岐路中の調整弁５８の開度を大きくするように制御して、第１の電池６１の加熱パワーを向上させ、第２の電池６２の加熱パワーを低下させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。
本開示の実施形態の車載電池の温度調整システムによれば、電池温度調整モジュールにより、複数の並列接続された電池の要求パワーと実際パワーを取得し、かつ複数の並列接続された電池の要求パワーと実際パワーにそれぞれ基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整する。これにより、該システムは各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御でき、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
図１２は、本開示の実施形態６に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。車載電池は複数の並列接続された電池を含み、図１２に示すように、車載電池の温度調整方法は、以下のステップｓ１～ｓ３を含む。
ｓ１では、複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１をそれぞれ取得する。
本開示の一実施形態によれば、複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１をそれぞれ取得するステップは、具体的に以下を含む。各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、かつ第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成する。各電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成する。各電池の第１の要求パワーと各電池の第２の要求パワーに基づいて各電池の要求パワーＰ１をそれぞれ生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得する。第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の各電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
ｓ２では、複数の並列接続された電池の実際パワーＰ２をそれぞれ取得する。
本開示の一実施形態によれば、複数の並列接続された電池の実際パワーＰ２をそれぞれ取得するステップは、具体的に以下を含む。各電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。各電池の流路の入口温度と出口温度に基づいて第２の温度差ΔＴ２を生成する。各電池の第２の温度差ΔＴ２及び流速ｖに基づいて実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
ｓ３では、それぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池温度調整モジュールを制御することにより、目標時間ｔ内に電池の温度が目標温度に達するように調整する。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは、電池に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、電池に温度調整を行う必要があれば、コントローラは各電池の初期温度（即ち、現在温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔをそれぞれ取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよい。その後に、コントローラは式（１）に基づいて第１の要求パワーをそれぞれ計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の各電池の平均電流Ｉをそれぞれ取得し、かつ式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーをそれぞれ計算する。次に、コントローラはそれぞれ各電池の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて、各電池の要求パワーＰ１（即ち、電池の温度を目標温度に調整する要求パワー）をそれぞれ計算する。そして、コントローラは各電池の入口温度と出口温度をそれぞれ取得すると共に、流速情報を取得し、式（３）に基づいて各電池の実際パワーＰ２をそれぞれ計算する。最後に、コントローラはそれぞれ各電池のＰ１とＰ２に基づいて電池に温度調整を行う。これにより、該制御方法は、各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御でき、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整するかを説明する。
車載電池が複数の並列接続された電池を含むときに、本開示の一実施形態によれば、図１０に示すように、それぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池温度調整モジュールを制御して電池の温度を調整するステップは、さらに以下を含んでよい。複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成する。総要求パワーＰｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断する。整合すれば、複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１に基づいて複数の並列接続された電池を冷却する。整合しなければ、エアコンの最大冷却パワーＰと複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１に基づいて複数の並列接続された電池を冷却する。
具体的には、コントローラは各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができる。その後に、コントローラは総要求パワーＰｚに基づいて、Ｐｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断し、つまり、ＰｚがＰ以下であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは各電池の要求パワーＰ１に基づいて、各電池に流入する冷却液の流量を制御し、かつコンプレッサーのパワーを制御することにより各電池を冷却する。その一方、Ｐｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合せず、即ち、ＰｚがＰより大きければ、コントローラはエアコンの最大冷却パワーＰと各電池の要求パワーＰ１に基づいて、各電池に流入する冷却液の流量を調整して割合に応じて冷却液の流量の分配を行うことにより、最大効率で各電池は降温を完了することができる。
電池が複数で、かつ並列接続されるときに、本開示の一実施形態によれば、電池の温度調整方法は、さらに以下のステップを含んでよい。複数の並列接続された電池の温度を検出する。複数の並列接続された電池のうち少なくとも１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する。複数の並列接続された電池のうち少なくとも１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは各電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信する。
その一方、ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに該電池の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、電池冷却分岐路をオフにするように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、電池に加熱パワーを供給する。
第１の電池と第２の電池の温度のバランスをとれるように、以下の処理を行ってよい。
例として、図１１に示すように、電池が第１の電池及び第２の電池を含むときに、電池冷却を行う過程において、第１の電池の温度Ｔ６１と第２の電池の温度Ｔ６２との間の電池の温度差が３℃（該温度値が所定値である）を超えれば、つまり、Ｔ６１－Ｔ６２＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、第１の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を大きくするように制御し、第２の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を小さくするように制御して、第１の電池の冷却パワーを向上させ、第２の電池の冷却パワーを低下させることにより、第１の電池と第２の電池の温度のバランスを実現する。
Ｔ６２－Ｔ６１＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、第２の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を大きくするように制御し、第１の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を小さくするように制御して、第２の電池の冷却パワーを向上させ、第１の電池の冷却パワーを低下させることにより、第１の電池と第２の電池の温度のバランスを実現する。
電池加熱を行う過程において、第１の電池と第２の電池との間の電池の温度差が３℃を超えれば、つまり、Ｔ６１－Ｔ６２＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは第１の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を小さくするように制御し、第２の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を大きくするように制御して、第１の電池の加熱パワーを向上させ、第２の電池の加熱パワーを低下させることにより、第１の電池と第２の電池の温度のバランスを実現する。Ｔ６２－Ｔ６１＞３℃であれば、電池熱管理コントローラは、第２の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を小さくするように制御し、第１の電池の冷却分岐路中の調整弁の開度を大きくするように制御して、第２の電池の加熱パワーを向上させ、第１の電池の加熱パワーを低下させることにより、第１の電池と第２の電池の温度のバランスを実現する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラはそれぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。各電池の要求パワーＰ１が各電池の対応する実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きければ、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させる。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーを低下させたり、コンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサーのパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサー１のパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させたり、該電池の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により、温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ電池の冷却分岐路をオフにするように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、電池の冷却パワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラはそれぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。各電池の要求パワーＰ１が各電池の対応する実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きければ、コントローラは該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するヒーターのパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間ｔ内に該電池の昇温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたり、電池の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、該電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーターのパワーの向上と該電池回路の冷却液の流量の増加が多い。ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを適切に低下させたり、ヒーターのパワーをそのまま保持したり、該電池回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、該電池の加熱パワーを低下させることができる。すべての電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池が依然として存在すれば、コントローラはヒーターのパワーとポンプの回転速度を適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さければ、ポンプの回転速度を低下させるステップと、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きければ、ポンプの回転速度を向上させるステップとをさらに含んでよい。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池のＰ１がＰ２より小さければ、ポンプの回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池のＰ１がＰ２より大きければ、ヒーター、コンプレッサーのパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、コントローラによりポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現する。
当業者が本開示をより明確に理解できるように、以下、具体的な実施形態を組み合わせて、車載電池システムの温度調整方法を説明する。
図１１に示すように、電池は第１の電池と第２の電池を含んでよく、Ｐｚ＝Ｐ１１＋Ｐ１２、Ｐ１１が第１の電池の要求パワーであり、Ｐ１２が第２の電池の温度調整の要求パワーであり、Ｐｚが第１の電池と第２の電池の要求パワーの和（総要求パワーＰｚ）である。Ｐｆ＝Ｐ２１＋Ｐ２２、Ｐ２１が電池の実際パワーであり、Ｐ２２が電池の実際パワーであり、Ｐｆが第１の電池と第２の電池の実際パワーの和である。
ある電池の温度が第１の温度閾値（例えば、４０℃）より大きいときに、車載電池の温度調整システムが冷却モードで動作し、総電池冷却要求パワーＰｚと車内冷却要求パワーＰ４の和がコンプレッサーの最大冷却パワーＰより小さく、即ちＰｚ＋Ｐ４＜Ｐであれば、コントローラはコンプレッサー１がＰｚ＋Ｐ４の冷却パワーで運転するように制御する。この場合に、Ｐｚ＜Ｐ、Ｐ４＜Ｐであると理解すべきでる。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐであれば、コントローラは第１の電池又は第２の電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断し、４５℃より大きければ、コントローラは電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コントローラはコンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転するように制御し、電池冷却分岐路の冷却パワーはＰｚであり、車内冷却分岐路の冷却パワーはＰ－Ｐｚに等しい。
電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４に等しい。第１の電池の冷却分岐路と第２の電池の冷却分岐路は割合に応じて冷却パワーを低下させる。割合は、（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であってよい。車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却パワーを優先的に満たす。
第１の電池と第２の電池の実際パワーの和はＰｆであり、Ｐｚ＞ＰＦであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）である。Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ≦Ｐであれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプ５１の回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ＞Ｐ（かつＰｚ＋Ｐｃ≦Ｐ）であれば、以下の判断を行う。
第１の電池と第２の電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。４５℃より大きければ、コントローラは電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーは最大冷却パワーで運転し、同時にポンプの回転速度を向上させ、電池冷却分岐路の冷却パワーをＰｃ向上させ、車内冷却分岐路のパワーをＰｃ低下させる。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
電池の温度が４５℃以下であり、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転し、ポンプの回転速度を向上させ、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４に等しい。第１の電池６１の冷却分岐路と第２の電池６２の冷却分岐路は割合に応じて冷却パワーを低下させる。割合は、（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であってよい。第１の電池の冷却パワーはＰ１１＊（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であり、第２の電池の冷却パワーはＰ１２＊（Ｐ－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）である。
車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却パワーを優先的に満たし、コンプレッサーは最大パワーＰで運転し、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプの回転速度を向上させることにより、電池冷却分岐回路の冷却パワーをＰｃ向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
Ｐｚ≦Ｐｆであるときに、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｆ－Ｐｚ）であると、コントローラはコンプレッサーの冷却パワーをそのまま維持したり、コンプレッサーの冷却パワーを低下させたり、第２の膨張弁の開度を小さくしたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
車載電池の温度が第２の温度閾値（例えば、０℃）より小さく、車載電池の温度調整システムが加熱モードで動作するときに、Ｐｚ＞Ｐｆであれば、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であるときに、ヒーターの加熱パワーをＰｃ向上させ、ポンプの回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の加熱パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の加熱パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の加熱パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の加熱パワーを低下させる。
Ｐｚ≦Ｐｆであれば、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であるときに、ヒーターのパワーをそのまま保持したり、加熱パワーをＰｃ低下させたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の加熱パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の加熱パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の加熱パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の加熱パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、電池の加熱パワーを低下させる。
本開示の一実施形態によれば、電池に冷却剤を供給するコンプレッサーが複数あり、電池の温度調整方法は、さらに以下を含んでよい。各電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーに基づいて、起動されているコンプレッサーの数量を判断する。冷却モードにあるときに、対応する数量のコンプレッサーを起動させるように制御する。
各電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて起動されているコンプレッサーの数量を判断するステップは、具体的には、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総実際パワーＰｚを生成するステップと、総要求パワーＰｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きいか否かを判断するステップと、単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きければ、複数のコンプレッサーを同時に起動させるように制御するステップとを含む。
具体的には、コンプレッサーが複数あるときに、それに応じて、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路は複数ある。例として、電池に冷却剤を供給するコンプレッサーが２つあり、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路がいずれも２つあるときに、温度調整システムが冷却モードに入るときに、それぞれ各電池のＰ１を取得し、かつ各電池のＰ１を加算して温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができる。Ｐｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰ以下であれば、１つのコンプレッサーを起動させるように制御すればよい。その一方、Ｐｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きければ、２つのコンプレッサーを同時に起動させて動作させるように制御して、電池の降温冷却パワーの要求を満たす。
電池に冷却剤を供給するコンプレッサーが複数あり、複数のコンプレッサーの最大冷却パワーの和がＰ５であると、電池冷却パワーの調整は以下のとおりであってよい。
（１）Ｐｚ＞Ｐｆであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であり、Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ≦Ｐ５であれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプの回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、電池の冷却パワーを低下させる。
Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ＞Ｐ５（かつＰｚ＋Ｐｃ≦Ｐ５）であれば、以下の判断を行う。
電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。４５℃より大きければ、コントローラは電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサーは最大冷却パワーで運転し、同時にポンプの回転速度を向上させ、電池冷却分岐路の冷却パワーをＰｃ向上させ、車内冷却分岐路のパワーをＰｃ低下させる。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
電池の温度が４５℃以下であり、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、コントローラは車内に冷却パワーを優先的に供給し、すべてのコンプレッサーが最大冷却パワーで運転し、ポンプの回転速度を向上させ、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーが＝Ｐ５－Ｐ４である。第１の電池の冷却分岐路と第２の電池の冷却分岐路は割合に応じて冷却パワーを低下させる。割合は、（Ｐ５－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であってよい。第１の電池６１の冷却パワーはＰ１１＊（Ｐ５－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）であり、第２の電池６２の冷却パワーはＰ１２＊（Ｐ５－Ｐ４）／（Ｐ１１＋Ｐ１２）である。
車内温度が設定温度に達すれば、コントローラは電池の冷却パワーを優先的に満たし、すべてのコンプレッサーは最大パワーで運転し、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプの回転速度を向上させることにより、電池冷却分岐回路の冷却パワーをＰｃ向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、電池の冷却パワーを低下させる。
（２）Ｐｚ≦Ｐｆであるときに、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｆ－Ｐｚ）であると、コントローラはコンプレッサーの冷却パワーをそのまま維持したり、コンプレッサーの冷却パワーを低下させたり、第２の膨張弁の開度を小さくしたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を大きくするように制御することにより、電池の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池の所在する回路の調整弁の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
車載電池の温度が第２の温度閾値（例えば、０℃）より小さく、車載電池の温度調整システムが加熱モードで動作するときに、Ｐｚ＞Ｐｆであれば、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であるときに、ヒーター５３の加熱パワーをＰｃ向上させ、ポンプ５１の回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の加熱パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の加熱パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第２の電池６２の加熱パワーを低下させる。
Ｐｚ≦Ｐｆであれば、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）であるときに、ヒーターのパワーをそのまま保持したり、加熱パワーをＰｃ低下させたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を大きくするように制御することにより、第２の電池６２の加熱パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、第１の電池６１の加熱パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の調整弁５８の開度を小さくするように制御することにより、電池６２の加熱パワーを低下させる。
本開示の実施形態の車載電池の温度調整方法によれば、まず、複数の並列接続された電池の要求パワーをそれぞれ取得し、次に、複数の並列接続された電池の実際パワーをそれぞれ取得し、最後に、それぞれ複数の並列接続された電池の要求パワーと実際パワーに基づいて複数の並列接続された電池の温度を調整する。これにより、該方法は、各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御でき、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避する。
車載電池の数量が複数あり、かつ各電池が相互に独立して設置されるときに、本開示は、別の車載電池の温度調整システムをさらに提供する。
具体的には、図１３に示すように、該温度調整システムは、複数のコンプレッサー１、複数のコンデンサ２、複数の電池冷却分岐路４及び複数の電池温度調整モジュール５を含む。
複数のコンデンサ２は複数のコンプレッサー１と接続され、複数の電池冷却分岐路４は複数のコンプレッサー１と複数のコンデンサ２との間に接続され、かつ複数の電池冷却分岐路４は相互に連通する。電池温度調整モジュール５は、複数の電池６及び複数の電池冷却分岐路４とそれぞれ接続されて、複数の電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をそれぞれ取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整し、そして、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数のコンプレッサー１が電池６の対応する電池冷却分岐路４に冷却力を供給する開度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、目標時間ｔ内に電池の温度が目標温度に達するように調整する。
つまり、電池温度調整モジュール５が要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池６に温度調整を行うときに、目標時間ｔ内に各電池６の実際の状態に応じて車載電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整することを確保することができる。
図１３に示すように、コンプレッサー１、電池冷却分岐路４、電池温度調整モジュール５、電池６が２つあることを例として、電池冷却分岐路４は、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２を含んでよく、それぞれが第１の電池６１と第２の電池６２に対応する。
エアコンの冷却液が電池温度調整モジュール５と連通しないときに、電池冷却分岐路４は２つの配管を有し、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第２の配管は電池温度調整モジュール５と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。第１の電池６１の所在する第１の電池冷却分岐路４０１を例として、第１の電池６１の温度が高過ぎるときに、車載エアコン冷却機能がオンにされ、電池冷却機能がオンにされ、第１の配管と第２の配管内の冷却液（例えば、冷媒）の流れ方向は、それぞれ、コンプレッサー１－コンデンサ２－第１の電池冷却分岐路４０１－コンプレッサー１であり、第１の電池冷却分岐路４０１－電池温度調整モジュール５－第１の電池６１－電池温度調整モジュール５－第１の電池冷却分岐路４０１である。
各電池温度調整モジュール５が対応する電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、対応する電池冷却分岐路４に流入する冷却液の流量を調整して電池の冷却パワー／加熱パワーを調整することにより、目標時間ｔ内に各電池の実際の状態に応じて電池の温度を調整することを確保することができる。同時に、複数の電池冷却分岐路４が相互に連通するため、電池温度調整モジュール５は各電池の温度に基づいて、電池の対応する電池冷却分岐路４の冷却力の開度を調整することにより、各電池間の温度のバランスを保証することができる。これにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに、目標時間内に温度を調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避し、かつ各電池間の温度のバランスを保証することができる。
本開示の一実施形態によれば、図１３に示すように、電池冷却分岐路４は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含み、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。
電池温度調整モジュール５は、電池の温度を調整し、電池６内に設置された流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは、複数の電池６の要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２を取得し、かつ各電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池６の温度を調整する。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２と第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
図１３に示すように、第１の電池冷却分岐路４０１は、第１の調整弁４１１及び第３の調整弁４１３をさらに含んでよく、第２の電池冷却分岐路４０２は、第２の調整弁４１２及び第４の調整弁４１４をさらに含んでよく、各調整弁の接続方式について、具体的には図１３を参照すればよく、ここで説明を省略する。
図１３に示すように、コンプレッサー１１は、第１の調整弁４１１と第２の調整弁４１２により分岐路４０１と分岐路４０２に流れる冷媒の流量をそれぞれ制御する。コンプレッサー１２は、第３の調整弁４１３及び第４の調整弁４１４により分岐路４０１と分岐路４０２に流れる冷媒の流量をそれぞれ制御する。電池冷却分岐路４０１の冷却パワーは、第１の調整弁４１１と第３の調整弁４１３の冷媒流量に関連する。電池冷却分岐路４０２の冷却パワーは、第２の調整弁４１２と第４の調整弁４１４の冷媒流量に関連する。
電池冷却分岐路４において熱変換器４１が設置されなくてよく、熱変換器４１がないときに、電池冷却分岐路４を流れるのは冷媒であると理解すべきである。熱変換器４１が設置されていれば、電池冷却分岐路４の第１の配管を流れるのは冷媒であり、第２の配管を流れるのは冷却液である。
本開示の一実施形態によれば、図１３に示すように、電池温度調整モジュール５は、流路の入口に設置された第１の温度センサ５５、流路の出口に設置された第２の温度センサ５６、及び流速センサ５７をさらに含んでよい。流路の入口と出口の位置は絶対的ではなく、ポンプ５１の回転方向に応じて確定されると理解すべきである。
具体的には、熱変換器４１はプレート式熱交換器であってよく、プレート式熱交換器が車載エアコンの内部に取り付けられてよく、冷却剤回路全体を車載エアコンの内部にして、車載エアコンの出荷デバッグに役立ち、車載エアコンを個別に供給し組み立てることができ、同時に取付過程において車載エアコンに冷却剤を１回追加すればよい。冷却液は流路の入口から電池６の内部に流入し、流路の出口から流出することにより、電池６と冷却液との間の熱変換を実現する。
ポンプ５１は主に動力を供給し、媒体容器５２は主に冷却液を貯蔵し、かつ温度調整システムに添加される冷却液を収容し、温度調整システムにおける冷却液が減少するときに、媒体容器５２中の冷却液から自動的に補充することができる。ヒーター５３は、ＰＴＣヒーターであってよく、コントローラとＣＡＮ通信を行い、車載電池の温度調整システムに加熱パワーを供給し、コントローラによって制御される。かつヒーター５３は電池６と直接接触せず、高い安全性、信頼性及び実用性を持つ。
第１の温度センサ５５は流路入口における冷却液の温度を検出し、第２の温度センサ５６は流路出口における冷却液の温度を検出する。流速センサ５７は対応する配管内の冷却液の流速情報を検出する。第２の電子弁４３は対応する電池冷却分岐路４の開閉を制御し、第２の膨張弁４２は対応する電池冷却分岐路４中の冷却液の流量を制御することができる。コントローラは、第１～第４の調整弁４１１～４１４の開度を調整すると共に、第１の電池６１と第２の電池６２の２つの冷却分岐回路の冷却液の流量を制御することにより、２つの電池の温度をバランスさせることができる。同時に、コントローラは、さらに車載エアコン及びヒーター５３とＣＡＮ通信を行い、かつポンプ５１の回転速度を制御し、冷却液の温度及び流量情報を監視することができ、さらに電池６を管理し、電池６の電圧及び温度情報を検出し、車載電池の温度調整システムの開閉を制御することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて各電池温度調整モジュール５が対応する電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成し、そして、各電池の温度調整中の第２のパラメータをそれぞれ取得し、第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成すると共に、各電池の第１の要求パワーと各電池の第２の要求パワーに基づいて各電池の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池６の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、コントローラは、初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得し、かつ第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
コントローラは下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池６の比熱であり、Ｍが電池６の質量である。
第２のパラメータは所定の時間内の各電池６の平均電流Ｉであり、コントローラは下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池６の内部抵抗である。
電池６を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池６を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、それぞれ各電池６の所在する回路の第１の温度センサ５５によって検出された入口温度と第２の温度センサ５６によって検出された出口温度に基づいて、各電池の第２の温度差ΔＴ２を生成し、かつ各電池の第２の温度差ΔＴ２、及び流速センサ５７によって検出された流速ｖに基づいて各電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは車両に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、車両に温度調整を行う必要があると判断すれば、コントローラは温度調整機能をオンにし、かつ低い回転速度情報をポンプ５１に送信し、ポンプが初期設定回転速度（例えば、低い回転速度）で動作を開始させる。その後に、コントローラは各電池６の初期温度（即ち、現在の温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、そして式（１）に基づいて各電池の第１の要求パワーを計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の各電池６の平均電流Ｉをそれぞれ取得し、式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーを計算する。その後に、コントローラは、それぞれ各電池６の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１（即ち、目標時間内に電池６の温度を目標温度に調整する要求パワー）を計算する。そして、コントローラは、各電池の対応して設置された第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報をそれぞれ取得し、かつ流速センサ５７によって検出された流速情報をそれぞれ取得し、式（３）に基づいて各電池６の実際パワーＰ２をそれぞれ計算する。最後に、コントローラは、対応する電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、対応する電池冷却分岐路４に流入する冷却液の流量を調整して電池の冷却パワーを調整するか、又はヒーターを調整して加熱パワーを調整することにより、目標時間ｔ内に各電池の実際の状態に応じて電池の温度を調整することを確保することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように各電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池６の温度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成し、かつ複数のコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を生成し、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいか否かを判断し、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいときに、コントローラは、複数のコンプレッサー１から電池の対応する電池冷却分岐路４への冷却力の開度を最大に調整し、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５以下であるときに、コントローラは、総要求パワーＰｚと総最大冷却パワーＰ５の差に基づいて電池６の対応する電池冷却分岐路４の冷却力の開度を調整する。
具体的には、図１３に示すように、電池を冷却するときに、コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができ、同時にコントローラは、各コンプレッサー１の最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を計算し、つまり、各コンプレッサー１の最大冷却パワーＰを加算すれば総最大冷却パワーＰ５を得ることができる。その後に、コントローラは、Ｐｚ＞Ｐ５であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは各第２の膨張弁４２の開度を最大に調整するように制御して、各電池の電池冷却回路４に流入する冷却液の流量を増加させることにより、電池が目標時間内に降温を完了することができる。Ｐｚ≦Ｐ５であれば、コントローラはＰｚとＰ５との間の差に基づいて各第２の膨張弁４２の開度を調整し、ＰｚとＰ５の差の絶対値が大きければ大きいほど、第２の膨張弁４２の開度が小さく、エネルギーを節約するという目的を達成する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、複数の電池の温度を検出し、かつ複数の電池６のうちのいずれか１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは各電池６の温度をそれぞれリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池６の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池６の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池６に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信し、かつ対応する第２の電子弁４３を開弁するように制御することにより、冷却液と電池６は熱変換を行って該電池６の温度を下げる。
ある電池６の温度が０℃より低ければ、このときに該電池６の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池６に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、かつ対応するヒーター５３を起動させるように制御することにより、温度調整システムに加熱パワーを供給する。温度調整システムが加熱モードで動作するときに、ヒーター５３は加熱パワーを供給し、第１の電池６１を加熱することを例として、第１の電池６１の所在する回路中の冷却液の流れ方向は、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（起動）－ポンプ５１－第１の温度センサ５５－第１の電池６１－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、電池の第１の電池６１の昇温を実現する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きいときに、コントローラは該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサー１のパワーを向上させたり、電池６の対応する電池冷却分岐路４の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２以下であるときに、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池６の対応する電池冷却分岐路４の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、冷却モードで動作するときに、コントローラは各電池６のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池６のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池６の降温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて該電池を冷却するコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の所在する電池冷却分岐路４の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、対応するコンプレッサー１のパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池６のＰ１がＰ２以下であれば、該電池を冷却するコンプレッサー１のパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサー１のパワーを適切に低下させたり、該電池の所在する電池冷却分岐路４の冷却液の流量を減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池６の温度が３５℃より低いときに、電池６の冷却は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により車載エアコンに温度調整機能をオフにするという情報を送信し、すべての第２の電子弁４３を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池６の温度が依然として３５℃より高ければ、コントローラは対応するコンプレッサー１のパワー又はポンプの回転速度を適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーター５３のパワーを向上させて電池の加熱パワーを向上させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーター５３のパワーを低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したりする。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは各電池６のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池６のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池６の昇温を完了できないことを示すため、コントローラは、該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたりすることにより、該電池が目標時間内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーター５３のパワーの向上が多い。その一方、ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コントローラは、ヒーター５３のパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約するか、ヒーター５３のパワーをそのまま保持することができる。すべての電池６の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池６の加熱は完了し、コントローラはヒーター５３が動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池６が依然として存在すれば、コントローラはヒーター５３のパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
例として、図１３に示すように、第１の電池６１と第２の電池６２の加熱機能は相互に独立し、第１の電池６１と第２の電池６２はそれぞれ１つのヒーターで加熱されるため、第１の電池６１のみを例として電池加熱機能のパワー調整を説明する。（Ｐ１１が第１の電池６１の要求パワーであり、Ｐ２１が第１の電池６１の実際パワーであり、Ｐ１１とＰ２１のパワー差がＰ３１であると仮定する）
Ｐ１１＞Ｐ２１であれば、調整すべきパワーがＰ３１（Ｐ３１＝Ｐ１１－Ｐ２１）であるときに、ヒーター５３の加熱パワーをＰ３１向上させ、かつポンプ５１の回転速度を向上させる。
Ｐ１１≦Ｐ２１であれば、調整すべきパワーがＰ３１（Ｐ３１＝Ｐ１１－Ｐ２１）であるときに、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したり、ヒーター５３のパワーをＰ３１低下させたり、ポンプ５１の回転速度を低下させたりする。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さいときに、ポンプ５１の回転速度を低下させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きいときに、ポンプ５１の回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池６のＰ１がＰ２より小さければ、コントローラは対応するポンプ５１の回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池６のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター５３又はコンプレッサー１のパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプ５１の回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
本開示の一実施形態によれば、電池に冷却剤を供給するコンプレッサー１が複数あれば、コントローラは、さらに各電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて、起動されているコンプレッサーの数量を判断し、かつ温度調整システムが冷却モードにあるときに、対応する数量のコンプレッサー１を起動させるように制御する。
コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成することができ、コントローラは、総要求パワーＰｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きいと判断するときに、複数のコンプレッサー１を同時に起動させるように制御する。
具体的には、図１３に示すように、コンプレッサー１が２つあることを例として、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池６のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。第１の電池６１の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池６２の要求パワーはＰ１２である。第１の電池６１の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池６２の実際パワーはＰ２２である。各コンプレッサーの最大冷却パワーＰは等しい。
Ｐｚ≦Ｐであれば、１つのコンプレッサー１を動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサー１を同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、コントローラは２つのコンプレッサー１を同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーはＰｚ／２である。Ｐｚ≦Ｐ５であれば、コントローラはコンプレッサー１がＰｚ冷却パワーで運転するように制御し、かつ第１～第４の調整弁の開度を調整することにより、第１の電池冷却分岐路４０１の初期冷却パワーをＰ１１冷却パワーにして冷却し、第２の電池冷却分岐路４０２の初期冷却パワーをＰ２１冷却パワーにして冷却する。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、各コンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転し、かつ第１の電池冷却分岐路４０１の初期冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１１／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却し、第２の電池冷却分岐路４０２の初期冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１２／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却することができる。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、冷却モードにあるときに、電池６間の温度差が設定値を超えるときに、温度が高い電池６の冷却パワーを向上させて、電池６間の温度差を低下させ、加熱モードにあるときに、電池間の温度差が設定値を超えるときに、温度が低い電池６の加熱パワーを向上させる。
温度調整システムが冷却モードで動作するときに、図１３に示すように、コントローラは、第１の電池６１と第２の電池６２の要求パワーＰ１をそれぞれ計算し、その後にそれぞれ各電池のＰ１とコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて対応する第２の膨張弁４２の開度を調整する。冷却過程において、コントローラは、それぞれ各電池の実際パワーＰ２に基づいて第２の膨張弁４２の開度を継続して調整する。同時に、コントローラは第１の電池６１と第２の電池６２との間の温度状況に応じて、第１～第４の調整弁４１１～４１２の開度を調整して、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２の冷却液の流量の分配を調整することにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを制御する。第１の電池６１の温度が第２の電池６２の温度より高く、かつ差が設定値を超えるときに、第１の調整弁４１１と第３の調整弁４１３の開度を大きくし、第２の調整弁４１２と第４の調整弁４１４の開度を小さくして、第１の電池６１の冷却パワーを向上させ、第１の電池６１と第２の電池６２の温度が等しいときに、２つのコンプレッサー１によって供給された冷却パワーが等しければ、コントローラは第１～第４の調整弁４１１～４１４の開度を等しくするように制御することができ、その一方、２つのコンプレッサー１によって供給された冷却パワーが等しければ、コントローラは第１の調整弁４１１と第２の調整弁４１２の開度を等しくするように制御し、かつ第３の調整弁４１３と第４の調整弁４１４の開度を等しくするように制御することができる。温度調整システムが加熱モードで動作するときに、第１の電池６１の温度が第２の電池６２の温度より低く、かつ差が設定値を超えるときに、コントローラは第１の電池６１の対応するヒーター５３の加熱パワーを向上させる。これにより、２つの電池の間の温度のバランスをとれる。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整システムは、さらに図１４及び図１５に示すとおりであってよい。図１４において、複数のコンプレッサー（即ち、図１４における第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２）が並列接続され、かつ１つの膨張弁を共用し、各電池冷却分岐路に調整弁（即ち、第１の調整弁４１１と第２の調整弁４１２）を追加し、調整弁により各電池冷却分岐路に流入する冷却液の流量を調整して、各電池の冷却パワーを調整する。図１５において、複数のコンプレッサー（即ち、図１５における第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２）が並列接続され、かつ１のコンデンサ２を共用し、各電池冷却分岐路に第２の膨張弁４２と電子弁が設置され、第２の膨張弁４２の開度を調整することにより、各電池冷却分岐路に流入する冷却液の流量を調整して、各電池の冷却パワーを調整し、電子弁により各電池冷却分岐路の開閉を制御する。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、図１５に示すシステムの温度調整過程を説明する。
図１５に示すように、電池は第１の電池と第２の電池を含んでよく、Ｐｚ＝Ｐ１１＋Ｐ１２、Ｐ１１が第１の電池の要求パワーであり、Ｐ１２が第２の電池の温度調整の要求パワーであり、Ｐｚが第１の電池と第２の電池の要求パワーの和（総要求パワーＰｚ）である。Ｐｆ＝Ｐ２１＋Ｐ２２、Ｐ２１が電池の実際パワーであり、Ｐ２２が電池の実際パワーであり、Ｐｆが第１の電池と第２の電池の実際パワーの和である。Ｐはコンプレッサーの最大冷却パワーであり、Ｐ５はすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和であり、Ｐ５＝２＊Ｐ。
コンプレッサーのパワーの初期分配は以下のとおりである：
Ｐｚ≦Ｐであれば、１つのコンプレッサー１を動作させて、冷却パワーを供給してもよく、２つのコンプレッサーを同時に動作させてもよく、Ｐ＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーがＰｚ／２であり、Ｐｚ＞Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転する。
Ｐｚ≦Ｐ５であるときに、コンプレッサーがＰｚ冷却パワーで運転し、第１の電池６１の冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ１１冷却パワーにして冷却し、第２の電池６２の冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ２１冷却パワーにして冷却する。Ｐｚ＞Ｐ５であるときに、各コンプレッサーは最大冷却パワーＰで運転する。第１の電池６１の冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１１／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却し、第２の電池６２の冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１２／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却する。
電池を冷却する過程において、電池の冷却パワーを調整するステップは、具体的には、以下のとおりである。
Ｐｚ＞Ｐｆであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）である。Ｐｚ＋Ｐｃ≦Ｐ５であれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の膨張弁の開度を大きくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を向上させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の膨張弁の開度を大きくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を向上させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の膨張弁８の開度を小さくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を低下させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を低下させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
Ｐ５について、Ｐｚ＋Ｐｃ＞Ｐ５であれば、各コンプレッサーは最大冷却パワーＰで運転して、ポンプの回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
コントローラは第１の電池６１の所在する冷却分岐路の膨張弁の開度を制御することにより、第１の電池６１の冷却分岐路の冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１１／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却し、コントローラは第２の電池６２の所在する冷却分岐路の膨張弁の開度を制御することにより、第２の電池６２の冷却分岐路の冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１２／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却する。
Ｐｚ≦Ｐｆであるときに、調整すべきパワーがＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｆ－Ｐｚ）であると、コントローラはコンプレッサーの冷却パワーをそのまま維持したり、コンプレッサーの冷却パワーを低下させたりすると共に、以下の処理を行う。Ｐ１１≧Ｐ２１、かつＰ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する回路の膨張弁の開度を大きくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を向上させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーをＰｃ１向上させる。Ｐ１２≧Ｐ２２、かつＰ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは、第２の電池６２の所在する回路の膨張弁の開度を大きくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を向上させるように制御することにより、電池６２の冷却パワーをＰｃ２向上させる。Ｐ１１＜Ｐ１２、かつＰ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１であれば、コントローラは第１の電池６１の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第１の電池６１の所在する回路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を低下させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐ１２＜Ｐ２２、かつＰ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２であれば、コントローラは第２の電池６２の冷却パワーをそのまま保持するか、又は第２の電池６２の所在する回路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、かつ所在する回路のポンプの回転速度を低下させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
加熱パワーの調整は、以下のとおりである。
第１の電池６１と第２の電池６２の加熱機能は相互に独立し、第１の電池６１と第２の電池６２はそれぞれ１つのヒーターを使用し、Ｐ１１が第１の電池６１の加熱要求パワーであり、Ｐ２１が第１の電池６１の実際加熱パワーであり、パワー差がＰ３１であり、Ｐ１１＞Ｐ２１であれば、調整すべきパワーがＰ３１（Ｐ３１＝Ｐ１１－Ｐ２１）であり、ヒーターの加熱パワーをＰ３１向上させ、ポンプの回転速度を向上させＰ１１≦Ｐ２１であれば、調整すべきパワーがＰ３１（Ｐ３１＝Ｐ１１－Ｐ２１）であるときに、ヒーターのパワーをそのまま保持したり、加熱パワーをＰ３１低下させたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。
電池温度のバランスは、以下のとおりである。
電池冷却を行う過程において、第１の電池６１の温度Ｔ６１と第２の電池６２の温度Ｔ６２との間の電池温度差が３℃（該温度値が所定値である）を超えれば、つまり、Ｔ６１－Ｔ６２＞３℃であれば、コントローラは、第１の電池６１の冷却分岐路中の第２の膨張弁４２の開度を大きくするように制御したり、第１の電池６１の所在する分岐路中のポンプの回転速度を向上させるように制御すると共に、第２の電池６２の冷却分岐路中の第２の膨張弁４２の開度を小さくするように制御したり、第２の電池６２の所在する分岐路中のポンプの回転速度を低下させるように制御したりして、第１の電池６１の冷却パワーを向上させ、第２の電池６２の冷却パワーを低下させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。
Ｔ６２－Ｔ６１＞３℃であれば、コントローラは、第２の電池６２の冷却分岐路中の第２の膨張弁４２の開度を大きくするように制御したり、第２の電池６２の所在する分岐路中のポンプの回転速度を向上させるように制御すると共に、第１の電池６１の冷却分岐路中の第２の膨張弁４２の開度を小さくするように制御したり、第１の電池６１の所在する分岐路中のポンプの回転速度を低下させるように制御したりして、第２の電池６２の冷却パワーを向上させ、第１の電池６１の冷却パワーを低下させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。
電池加熱を行う過程において、第１の電池６１と第２の電池６２との間の電池の温度差が３℃を超えれば、つまり、Ｔ６１－Ｔ６２＞３℃であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する加熱回路中のヒーター５３の加熱パワーを低下させ、該回路のポンプ５１の回転速度を低下させるように制御すると共に、第２の電池６２の加熱回路中のヒーター５３の加熱パワーを向上させ、かつ該回路中のポンプの回転速度を向上させるように制御して、第１の電池６１の加熱パワーを向上させ、第２の電池６２の加熱パワーを低下させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。Ｔ６２－Ｔ６１＞３℃であれば、コントローラは、第１の電池６１の所在する加熱回路中のヒーター５３の加熱パワーを向上させ、該回路のポンプ５１の回転速度を向上させるように制御すると共に、第２の電池６２の加熱回路中のヒーター５３の加熱パワーを低下させ、かつ該回路中のポンプの回転速度を低下させるように制御して、第１の電池６１の加熱パワーを低下させ、第２の電池６２の加熱パワーを向上させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを実現する。
図１４は図１５に比べて、図１４において第１の電池６１の所在する第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池６２の所在する第２の電池冷却分岐路４０２との間の冷却パワーは調整弁によりパワー調整を実現し、図１５において２つの電池冷却分岐路は膨張弁により２つの冷却分岐路の冷却パワーの調整を実現するという点で相違すると理解すべきである。図１４の具体的な調整過程は上記実施形態を参照すればよく、ここで説明を省略する。
本開示の実施形態に係る温度調整システムは、各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御でき、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避し、そして、複数の電池冷却分岐路の間は相互に連通し、電池温度調整モジュールは各電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整することにより、各電池間の温度のバランスを保証することができる。
図１６は、本開示の実施形態６に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。車載電池の温度調整システムは、複数のコンプレッサーと、複数のコンプレッサーに対応する複数の電池冷却分岐路と、複数の電池と、複数の電池と複数の電池冷却分岐路との間に接続された複数の電池温度調整モジュールとを含む。図１６に示すように、車載電池の温度調整方法は、以下のステップＳ１”～Ｓ３”を含む。
Ｓ１”では、複数の電池の要求パワーＰ１をそれぞれ取得する。
本開示の一実施形態によれば、図１７に示すように、複数の電池の要求パワーＰ１をそれぞれ取得するステップは、具体的に以下のステップＳ１１”～Ｓ１３”を含む。
Ｓ１１”では、各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、かつ第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成する。
Ｓ１２”では、各電池の温度調整中の第２のパラメータをそれぞれ取得し、かつ第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成する。
Ｓ１３”では、各電池の第１の要求パワーと各電池の第２の要求パワーに基づいて各電池の要求パワーＰ１をそれぞれ生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得する。第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の各電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
Ｓ２”では、複数の電池の実際パワーＰ２をそれぞれ取得する。
本開示の一実施形態によれば、図１７に示すように、複数の電池の実際パワーＰ２をそれぞれ取得するステップは、具体的に以下のステップＳ２１”～Ｓ２３”を含む。
Ｓ２１”では、各電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。
Ｓ２２”では、各電池の流路の入口温度と出口温度に基づいて第２の温度差ΔＴ２を生成する。
Ｓ２３”では、各電池の第２の温度差ΔＴ２と流速ｖに基づいて各電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の面積である。
Ｓ３”では、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池の対応する電池温度調整モジュールを制御して電池の温度を調整する。複数の電池冷却分岐路は相互に連通し、かつ電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数のコンプレッサーが電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を調整する。
本開示の実施形態では、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池の対応する電池温度調整モジュールを制御して電池の温度を調整するステップは、具体的には以下を含む。要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、目標時間ｔ内に各電池の対応する電池温度調整モジュールを制御して電池の温度が目標温度に達するように調整する。
電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数のコンプレッサーが電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を調整するステップは、具体的には以下を含む。各電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいか否かを判断し、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きければ、複数のコンプレッサー又は単一コンプレッサーの冷却パワーを向上させるか、電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を大きくする。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは、電池に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、電池に温度調整を行う必要があれば、コントローラは各電池の初期温度（即ち、現在温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔをそれぞれ取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、かつ式（１）に基づいて第１の要求パワーをそれぞれ計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の各電池の平均電流Ｉをそれぞれ取得し、かつ式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーをそれぞれ計算する。次に、コントローラはそれぞれ各電池の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて、各電池の要求パワーＰ１（即ち、電池の温度を目標温度に調整する要求パワー）をそれぞれ計算する。そして、コントローラは、各電池の入口温度と出口温度をそれぞれ取得し、かつ流速情報を取得し、式（３）に基づいて各電池の実際パワーＰ２をそれぞれ計算する。その後に、コントローラは対応する電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて、対応する電池冷却分岐路に流入する冷却液の流量又は対応するヒーターのパワーを調整して電池の冷却パワー／加熱パワーを調整することにより、目標時間ｔ内に各電池の実際の状態に応じて電池の温度を調整することを確保することができる。同時に、複数の電池冷却分岐路が相互に連通するため、各電池の温度に基づいて、電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整することにより、各電池間の温度のバランスを保証することができる。これにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに、目標時間内に温度を調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持することにより、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池の対応する電池温度調整モジュールを制御して電池の温度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、図１７に示すように、車載電池の温度調整方法は、さらに以下のステップＳ３１”～Ｓ３５”を含んでよい。
Ｓ３１”では、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成する。
Ｓ３２”では、複数のコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を生成する。
Ｓ３３”では、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいか否かを判断する。
Ｓ３４”では、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きければ、複数のコントローラが電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を最大に調整する。
Ｓ３５”では、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５以下あれば、総要求パワーＰｚと総最大冷却パワーＰ５の差に基づいて電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整する。
具体的には、コントローラは各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができ、同時に各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を計算し、つまり、各コンプレッサーの最大冷却パワーＰを加算すれば総最大冷却パワーＰ５を得ることができる。その後に、Ｐｚ＞Ｐ５であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは各第２の膨張弁の開度を最大に調整するように制御して、複数のコンプレッサーから電池の対応する電池冷却分岐路への冷却液の流量を最大に調整することにより、電池が目標時間ｔ内に降温を完了することができる。Ｐｚ≦Ｐ５であれば、コントローラはＰｚとＰ５との間の差に基づいて第２の膨張弁の開度を調整し、ＰｚとＰ５の差の絶対値が大きければ大きいほど、第２の膨張弁の開度が小さく、エネルギーを節約するという目的を達成する。
本開示の一実施形態によれば、図１８に示すように、電池の温度調整方法は、さらに以下のステップＳ１０”～Ｓ５０”を含んでよい。
コントローラは電池の温度を検出し、かつ温度が第１の温度閾値より大きいか又は第２の温度閾値より小さいかを判断する（Ｓ１０”－Ｓ２０”）。電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する（Ｓ３０”）。第１の所定温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、４０℃であってよい。電池の温度が第１の温度閾値以下であるときに、電池の温度が第２の温度閾値より小さいか否かをさらに判断し、電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する（Ｓ４０”～Ｓ５０”）。第２の所定温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは各電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信する。その一方、ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに該電池の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、対応する電池冷却分岐路をオフにするように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、電池に加熱パワーを供給する。
本開示の一実施形態によれば、図１８に示すように、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池の対応する電池温度調整モジュールを制御して電池の温度を調整するステップは、具体的には以下のステップＳ３６”～Ｓ３８”を含む。
Ｓ３６”では、各電池の要求パワーＰ１が各電池の対応する実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。
Ｓ３７”では、ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きければ、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池の対応する電池冷却分岐路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させる。
Ｓ３８”では、ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーを低下させたり、コンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の対応する電池冷却分岐路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが冷却モードで動作するときに、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて該電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、該電池の所在する電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、対応するコンプレッサーのパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コントローラは該電池を冷却するコンプレッサーのパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させたり、該電池の所在する電池冷却分岐路の冷却液の流量を減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、コントローラは対応するコンプレッサーのパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、図１８に示すように、温度調整システムが加熱却モードにあるときに、コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて各電池の対応する電池温度調整モジュールを制御して電池の温度を調整するステップは、具体的には以下のステップＳ３９”～Ｓ３１１”を含む。
Ｓ３９”では、各電池の温度調整の要求パワーＰ１が各電池の対応する実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。
Ｓ３１０”では、ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きければ、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてヒーターのパワーを向上させて、該電池の加熱パワーを向上させる。
Ｓ３１１”では、ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを低下させるか又はヒーターの加熱パワーをそのまま保持する。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の昇温を完了できないことを示すため、コントローラは、該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたりすることにより、該電池が目標時間内に温度調整を完了する。その一方、ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約するか、ヒーターのパワーをそのまま保持することができる。すべての電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池が依然として存在すれば、ヒーターのパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
例として、図１３に示すように、第１の電池と第２の電池の加熱機能は相互に独立し、第１の電池と第２の電池はそれぞれ１つのヒーターで加熱されるため、第１の電池のみを例として電池加熱機能のパワー調整を説明する。（Ｐ１１が第１の電池の要求パワーであり、Ｐ２１が第１の電池の実際パワーであり、Ｐ１１とＰ２１のパワー差がＰ３１であると仮定する）
Ｐ１１＞Ｐ２１であれば、調整すべきパワーがＰ３１（Ｐ３１＝Ｐ１１－Ｐ２１）であるときに、ヒーターの加熱パワーをＰ３１向上させ、かつポンプの回転速度を向上させる。
Ｐ１１≦Ｐ２１であれば、調整すべきパワーがＰ３１（Ｐ３１＝Ｐ１１－Ｐ２１）であるときに、ヒーターのパワーをそのまま保持したり、ヒーターのパワーをＰ３１低下させたり、ポンプの回転速度を低下させたりする。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さければ、ポンプの回転速度を低下させるステップと、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きければ、ポンプの回転速度を向上させるステップとをさらに含んでよい。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池のＰ１がＰ２より小さければ、コントローラはポンプの回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラはヒーター、コンプレッサーのパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、コントローラはポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
本開示の一実施形態によれば、電池に冷却剤を供給するコンプレッサーが複数あり、電池の温度調整方法は、さらに以下を含んでよい。各電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーに基づいて、起動されているコンプレッサーの数量を判断する。冷却モードにあるときに、対応する数量のコンプレッサーを起動させるように制御する。
各電池の要求パワーＰ１と各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて起動されているコンプレッサーの数量を判断するステップは、具体的には、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総実際パワーＰｚを生成するステップと、総要求パワーＰｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きいか否かを判断するステップと、単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰより大きければ、複数のコンプレッサーを同時に起動させるように制御するステップとを含む。
具体的には、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは各電池のＰ１をそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算して温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができる。その一方、Ｐｚが単一コンプレッサーの最大冷却パワーより大きければ、コントローラは複数のコンプレッサーを同時に起動させて動作させるように制御し、かつ対応する調整弁の開度を調整して各電池冷却分岐路に流入する冷却液の流量を調整して、対応する電池の降温冷却パワーの要求を満たす。
具体的には、図１３に示すように、コンプレッサー１が２つあることを例として、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。第１の電池の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池の要求パワーはＰ１２である。第１の電池の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池の実際パワーはＰ２２である。各コンプレッサーの最大冷却パワーＰは等しい。
Ｐｚ≦Ｐであれば、１つのコンプレッサーを動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサーを同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させ、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にする必要がある。Ｐｚ≦Ｐ５であれば、コントローラはコンプレッサーがＰｚ冷却パワーで運転するように制御し、かつ第１～第４の調整弁の開度を調整することにより、第１の電池冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ１１冷却パワーにして冷却し、第２の電池冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ２１冷却パワーにして冷却する。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、各コンプレッサーが最大冷却パワーＰで運転し、かつ第１の電池冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１１／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却し、第２の電池冷却分岐路の初期冷却パワーをＰ５＊［Ｐ１２／（Ｐ１１＋Ｐ１２）］冷却パワーにして冷却することができる。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、電池間の温度差が設定値を超えるときに、コントローラは温度が高い電池の冷却パワーを向上させて、電池間の温度差を低下させ、加熱モードにあるときに、電池間の温度差が設定値を超えるときに、温度が低い電池の加熱パワーを向上させる。
温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは、第１の電池と第２の電池の要求パワーＰ１をそれぞれ計算し、その後にそれぞれ各電池のＰ１と対応するコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて対応する第２の膨張弁の開度を調整する。かつコントローラは、それぞれ各電池の実際パワーＰ２に基づいて第２の膨張弁４２の開度を継続して調整する。同時に、第１の電池と第２の電池との間の温度状況に応じて、第１～第４の調整弁の開度を調整して、第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路の冷却液の流量の分配を調整することにより、第１の電池と第２の電池の温度のバランスを制御する。第１の電池の温度が第２の電池の温度より高く、かつ差が設定値を超えるときに、第１の調整弁と第３の調整弁の開度を大きくし、第２の調整弁と第４の調整弁の開度を小さくして、第１の電池の冷却パワーを向上させ、第１の電池と第２の電池の温度が等しいときに、第１～第４の調整弁の開度が同じになるように制御することができる。温度調整システムが加熱モードにあるときに、第１の電池の温度が第２の電池の温度より低く、かつ差が設定値を超えるときに、コントローラは第１の電池の対応するヒーターの加熱パワーを向上させる。これにより、２つの電池の間の温度のバランスをとれる。
本開示の実施形態に係る車載電池の温度調整方法は、各電池の実際の状態に応じて各電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持することにより、かつ各電池間の温度のバランスを保証することができる。
車両の温度調整は、電池の温度調整と車室の温度調整を含む。電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすように、電池冷却分岐路と車内冷却分岐路の冷却液の流量を合理的に分配する必要がある。このため、本開示の実施形態は、車両の温度調整システムを提供する。以下、図面を参照しながら本開示の実施形態が提供する車両の温度調整方法及び温度調整システムを説明する。
図３は、本開示の実施形態に係る車両の温度調整システムのブロック図である。図３に示すように、該温度調整システムは、コンプレッサー１、コンデンサ２、車内冷却分岐路３、電池冷却分岐路４及び電池温度調整モジュール５を含む。
コンデンサ２はコンプレッサー１と接続され、車内冷却分岐路３はコンプレッサー１とコンデンサ２との間に接続され、電池冷却分岐路４はコンプレッサー１とコンデンサ２との間に接続される。電池温度調整モジュール５は電池冷却分岐路４と接続され、電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、かつ車両の車内温度Ｔとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、そして、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路３及び電池冷却分岐路４の開度を調整する。
具体的には、電池温度調整モジュール５は電池６の要求パワーＰ１、電池６の実際パワーＰ２、車両の車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＰ１、Ｐ２、Ｔ及びＴｓに基づいて車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４の開度を調整して、冷却力を分配する。図１に示すように、車載エアコン冷却機能がオンにされているときに、冷却液の流れ方向は、コンプレッサー１－コンデンサ２－車内冷却分岐路３－コンプレッサー１である。電池冷却分岐路４は２つの配管を有し、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第２の配管は電池温度調整モジュール５と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。電池の温度が高過ぎるときに、電池の冷却機能がオンにされ、第１の配管と第２の配管内の冷却液の流れ方向は、それぞれ、コンプレッサー１－コンデンサ２－電池冷却分岐路４－コンプレッサー１であり、電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－電池６－電池温度調整モジュール５－電池冷却分岐路４である。電池６の温度が低過ぎるときに、電池温度調整モジュール５は電池加熱機能をオンにし、第２の配管内の冷却液の流れ方向は、電池冷却分岐路４－電池温度調整モジュール５－電池６－電池温度調整モジュール５－電池冷却分岐路４である。
電池温度調整モジュール５の冷却パワーが車載エアコンによって供給され、車内冷却システムと冷却力を共用することにより、温度調整システムの体積を減少させ、冷却液の流量の分配をより柔軟にすると理解すべきである。これにより、該システムは、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持して、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
本開示の一実施形態によれば、電池温度調整モジュール５は、具体的には、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４の開度を調整することにより、電池６が目標時間ｔ内に目標温度に達する。
具体的には、電池温度調整モジュール５がＰ１、Ｐ２、Ｔ及びＴｓに基づいて車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４の開度を調整するときに、目標時間ｔ内に電池６の実際の状態に応じて車載電池の加熱パワーと冷却パワーを精確に制御することを確保することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整し、かつ電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることができる。
本開示の一実施形態によれば、図４に示すように、電池冷却分岐路４は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含み、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。電池温度調整モジュール５は、電池の温度を調整し、電池６内に設置された流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは電池６の要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２を取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池６の温度を調整し、そして、コントローラは要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４の開度を調整することにより、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たす。車内冷却分岐路３は、エバポレーター３１、第１の膨張弁３２及び第１の電子弁３３を含んでよい。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２及び第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかについて、上記実施形態を参照すればよく、冗長な説明を避けるために、ここで説明を省略する。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて電池温度調整モジュール５がどのようにＰ１、Ｐ２、Ｔ及びＴｓに基づいて車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４の開度を調整することにより、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きく、かつ電池温度が第３の温度閾値Ｔ３より大きいときに、車内冷却分岐路４の開度を小さくし、かつ電池冷却分岐路４の開度を大きくすることができる。第３の温度閾値は第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の所定閾値は４５℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池６の温度が４０℃より高ければ、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御して、電池６を冷却する。電池６の冷却過程において、コントローラはＰ１とＰ２を取得し、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいと判断するときに、電池の温度が４５℃より大きいか否かをさらに判断する。電池の温度が４５℃より高ければ、電池の温度が高過ぎることを示し、車載エアコンは電池６の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を小さくし、第２の膨張弁４２の開度を大きくするように制御し、車内冷却分岐路３の冷却液の流量を減少させ、電池冷却分岐路４の冷却液の流量を増加させて、電池６が降温をできるだけ速く完了する。電池の温度が３５℃に低下するときに、電池６の冷却は完了し、コントローラは電池冷却分岐路４をオフにするように制御する。これにより、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることができる。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、電池の温度が第３の温度閾値より小さく、かつ車内温度Ｔがエアコンの設定温度Ｔｓより大きいときに、車内冷却分岐路３の開度を大きくし、かつ電池冷却分岐路４の開度を小さくする。
具体的には、電池６の冷却過程において、コントローラは、電池の温度が４５℃より小さいときに、車内温度Ｔがエアコンの設定温度Ｔｓより大きいか否かをさらに判断する。Ｔ＞Ｔｓであれば、車内温度Ｔが設定温度に達せず、車内温度が高いことを示し、ユーザが不快感を覚えることを防止するために、車内冷却の要求を優先的に満たし、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を大きくし、第２の膨張弁４２の開度を小さくする。その一方、車内温度Ｔがエアコンの設定温度Ｔｓに達し、車内冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、コントローラは第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池６の冷却パワーを向上させる。電池の温度が３５℃に低下するときに、電池６の冷却は完了し、コントローラは第２の電子弁４３をオフにするように制御する。これにより、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることができる。
つまり、ここで、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下すると、電池６の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、コントローラは電池冷却分岐路４の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を加熱するヒーター５３のパワーを向上させ、そして、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーター５３のパワーをそのまま保持する。
具体的には、車両は、単一電池６を含んでもよく、複数の電池６を直列接続し、並列接続するか又は直並列接続して構成されてもよい。図１９～２０に示すように、電池が２つあることを例として、電池が２つあり（第１の電池６１と第２の電池６２）、かつ直列接続されるときに、それに応じてポンプが２つあり、かつ２つのポンプの一方が順方向ポンプ５１１、他方が逆方向ポンプ５１２である。
図１９に示すように、順方向ポンプ５１１が起動されるときに、第２の配管内の冷却液の流れは、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３－順方向ポンプ５１１－第１の温度センサ５５－第１の電池６１－第２の電池６２－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２である。図２０に示すように、逆方向ポンプ５１２が起動されるときに、第２の配管内の冷却液の流れは、媒体容器５２－流速センサ５７－第２の温度センサ５６－第２の電池６２－第１の電池６１－第１の温度センサ５５－逆方向ポンプ５１２－ヒーター５３－熱変換器４１－媒体容器５２である。
例えば、第１の電池６１と第２の電池６２の冷却機能がオンにされ、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算して温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算して総実際パワーＰｆを得る。第１の電池の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池の要求パワーはＰ１２である。第１の電池の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池の実際パワーはＰ２２である。コンプレッサーの最大冷却パワーはＰである。
総要求パワーＰｚと車内冷却の要求パワーＰ４の和がコンプレッサーの最大冷却パワーＰ以下であり、即ちＰｚ＋Ｐ４≦Ｐであれば、コンプレッサーはＰｚ＋Ｐ４冷却パワーで運転する。かつＰｚ＜Ｐ、Ｐ４＜Ｐである。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐであれば、第１の電池６１又は第２の電池６２の温度が４５℃より大きいか否かを判断し、４５℃より大きければ、電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コントローラはコンプレッサー１が最大冷却パワーＰで運転するように制御し、電池冷却分岐路４の冷却パワーがＰｚであり、車内冷却分岐路３の冷却パワーがＰ－Ｐｚに等しい。
電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサー１が最大冷却パワーＰで運転し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４に等しい。
車内温度が設定温度に達すれば、電池の冷却パワーを優先的に満たす。電池冷却分岐路の冷却パワーはＰｚである。
第１の電池６１と第２の電池６２の実際パワーの和はＰｆであり、Ｐｚ＞Ｐｆであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）である。Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ≦Ｐであれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、第２の膨張弁４２の開度を大きくし、ポンプ５１の回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１、Ｐ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２、Ｐ１１＞Ｐ２１、Ｐ１２＞Ｐ２２であれば、
Ｐｃ１が設定値より大きいときに、順方向ポンプ５１１を起動させ、逆方向ポンプ５１２が動作を停止させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを向上させる。Ｐｃ２が設定値より大きいときに、逆方向ポンプ５１２を起動させ、順方向ポンプ５１１が動作を停止させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを向上させる。Ｐｃ１＞Ｐｃ２であるときに、順方向ポンプ５１１を起動させ、逆方向ポンプ５１２が動作を停止させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを向上させる。Ｐｃ１≦Ｐｃ２であるときに、逆方向ポンプ５１２を起動させ、順方向ポンプ５１１が動作を停止させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを向上させる。
そして、第１の電池６１の温度Ｔ６１が第２の電池６２の温度Ｔ６２より大きいときに、コントローラは順方向ポンプ５１１を起動させ、逆方向ポンプ５１２が動作を停止させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを向上させる。第１の電池６１の温度Ｔ６１が第２の電池６２の温度Ｔ６２以下であるときに、逆方向ポンプ５１２を起動させ、順方向ポンプ５１１が動作を停止させるように制御することにより、電池６２の冷却パワーを向上させる。
Ｐ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１、Ｐ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２、Ｐ１１≦Ｐ２１、Ｐ１２≦Ｐ２２であれば、以下のように処理してよい。
Ｐｃ１が設定値より大きいときに、コントローラは順方向ポンプ５１１を停止させ、逆方向ポンプ５１２を起動させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐｃ２が設定値より大きいときに、コントローラは逆方向ポンプ５１２が動作を停止させ、順方向ポンプ５１１を起動させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。Ｐｃ１＞Ｐｃ２であるときに、コントローラは順方向ポンプ５１１が動作を停止させ、逆方向ポンプ５１２を起動させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを低下させる。Ｐｃ１≦Ｐｃ２であるときに、逆方向ポンプ５１２が動作を停止させ、順方向ポンプ５１１を起動させるように制御することにより、第２の電池６２の冷却パワーを低下させる。
そして、第１の電池６１の温度Ｔ６１が第２の電池６２の温度Ｔ６２より大きいときに、コントローラは順方向ポンプ５１１を起動させ、逆方向ポンプ５１２が動作を停止させるように制御することにより、第１の電池６１の冷却パワーを向上させる。第１の電池６１の温度Ｔ６１が第２の電池６２の温度Ｔ６２以下であるときに、逆方向ポンプ５１２を起動させ、順方向ポンプ５１１が動作を停止させるように制御することにより、電池６２の冷却パワーを向上させる。また、つまり、第１の電池６１と第２の電池６２の冷却機能がオンにされているときに、第１の電池６１の温度が第２の電池６２の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは順方向ポンプ５１１が動作するように制御して、冷却液が第１の電池６１を流れてから、第２の電池６２を流れるようにすることにより、第１の電池６１が降温をできるだけ速く完了する。その一方、第２の電池６２の温度が第１の電池６１の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは逆方向ポンプ５１２が動作するように制御して、冷却液が第２の電池６２を流れてから、第１の電池６１を流れるようにすることにより、第２の電池６２が降温をできるだけ速く完了する。これにより、冷却液の流れを変化させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度差を小さくすることができる。
第１の電池６１と第２の電池６２の冷却機能と加熱機能がいずれもオンにされていないときに、第１の電池６１と第２の電池６２の温度差が所定値を超えれば、コントローラは順方向ポンプ５１１又は逆方向ポンプ５１２を起動させるように制御して、電池冷却分岐路４中の冷却液が流れるようにすることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度をバランスさせる。
ポンプ５１が順方向に回転し、かつ電池管理コントローラによって取得された各電池間の温度差の最大値が所定値を超えるときに、電池管理コントローラは、ポンプが逆方向に回転するように制御するという情報を電池熱管理コントローラに送信して、電池熱管理コントローラはポンプが逆方向（回路の流れが反時計回り方向である）に回転するように制御することにより、各直列接続された電池の温度差を小さくする。
以上より、本開示の実施形態の車両の温度調整システムによれば、電池温度調整モジュールにより電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーを取得し、かつ車両の車内温度とエアコンの設定温度を取得し、要求パワー、実際パワー、車内温度及びエアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該システムは、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持して、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
図２１は、本開示の実施形態１に係る車両の温度調整方法のフローチャートである。図２１に示すように、車両の温度調整方法は、以下のステップＳ１’～Ｓ３’を含む。
Ｓ１’では、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得する。
図２２に示すように、本開示の実施形態では、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１を取得するステップは、具体的には、以下のステップＳ１１’～Ｓ１３’を含む。
Ｓ１１’では、電池の温度調整開始時の第１のパラメータを取得し、かつ第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成する。
Ｓ１２’では、電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて第２の要求パワーを生成する。
Ｓ１３’では、第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得するステップと、第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成するステップとを含む。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の実施形態によれば、図２２に示すように、電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得するステップは、具体的には、以下のステップＳ１４’～Ｓ１６’を含む。
Ｓ１４’では、電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。
Ｓ１５’では、入口温度と出口温度に基づいて第２の温度差ΔＴ２を生成する。
Ｓ１６’では、第２の温度差ΔＴ２と流速ｖに基づいて実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
Ｓ２’では、車両の車内温度Ｔとエアコンの設定温度Ｔｓを取得する。
Ｓ３’では、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整するステップは、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、電池が目標時間ｔ内に目標温度に達することを含む。
具体的には、車両がパワーアップされると、車両に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、必要があれば、電池の初期温度（即ち、現在温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、式（１）に基づいて第１の要求パワーを計算する。同時に、所定の時間内の電池の平均電流Ｉを取得し、式（２）に基づいて第２の要求パワーを計算する。次に、第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１（即ち、電池の温度を目標温度に調整する要求パワー）を計算する。そして、電池の入口温度と出口温度を取得し、かつ流速情報を取得し、式（３）に基づいて実際パワーＰ２を計算する。車内温度Ｔとエアコンの設定温度Ｔｓを取得する。最後に、Ｐ１、Ｐ２、Ｔ及びＴｓに基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、電池が目標時間ｔ内に目標温度に達する。これにより、該方法は、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持して、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
本開示の一実施形態によれば、図２３に示すように、上記車両の温度調整方法は、さらに以下を含んでよい。
コントローラは電池の温度を検出し、かつ温度が第１の温度閾値より大きいか又は第２の温度閾値より小さいかを判断する（Ｓ１０’－Ｓ２０’）。電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する（Ｓ３０’）。第１の所定温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、４０℃であってよい。電池の温度が第１の温度閾値以下であるときに、電池の温度が第２の温度閾値より小さいか否かをさらに判断し、電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する（Ｓ４０’～Ｓ５０’）。第２の所定温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。電池の温度が４０℃より高ければ、このときに電池の温度が高過ぎることを示し、高温が電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつコンプレッサーを起動させるように制御することにより、冷却液と電池は熱変換を行って電池の温度を下げる。その一方、電池の温度が０℃より低ければ、このときに電池の温度が低過ぎることを示し、低温が電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、加熱パワーを供給する。
電池の要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、電池が温度の要求を満たすと共に、車内温度が要求を満たすようにすることができる。そして、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を容易に取得することができる。
具体的には、上記実施形態から分かるように、Ｐ１は２つの部分で構成され、電池の冷却を例として、電池を冷却する必要があるときに、電池の初期温度が４５℃で、電池を冷却する目標温度が３５℃であれば、電池が４５℃から３５℃に低下するために放出する熱は一定であり、式（１）、即ちΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔに基づいて直接計算することができる。ΔＴ１が上記初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。同時に、電池の冷却過程に放電と充電プロセスが存在し、この過程において熱が発生し、この部分の熱は電流を検出して直接取得されてよく、式（３）、即ちＩ２＊Ｒに基づいて現在の電池の発熱パワー、即ち第２の要求パワーを直接計算することができる。Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。本開示の要点の１つは、冷却時間が調整可能であり、かつ冷却完了時間が精密に確定でき、本開示では、目標時間ｔに基づいて設定される（ｔがユーザ要求又は車両の実際の設計状況に応じて変更できる）。冷却完了に必要な目標時間ｔを決定すると、現在の電池冷却に必要な要求パワーＰ１を予測することができ、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ。加熱機能がオンにされば、要求パワーＰ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ、つまり、電池の加熱過程において、電池の放電又は充電電流が大きければ大きいほど、必要な加熱パワー、即ち要求Ｐ１が小さい。
電池の放電又は充電電流が変化しているため、Ｉ２＊Ｒは変化し、冷却時間の正確性をよりよく確保するために、冷却パワーを電池の現在の平均放電又は充電電流の変化に伴って変化させる必要がある。車載エアコンが電池と車室を同時に冷却すれば、電池の放電電流が小さいときに、Ｉ２＊Ｒは減少し、このときに、車載エアコンはより多くの冷却パワーを車室に分配することにより、車室が設定気温に速く達する。同時に、電池の放電又は充電電流が大きいときに、Ｉ２＊Ｒは大きく、このときに、車載エアコンはより多くの冷却パワーを電池に分配することができる。このような調整により、電池冷却に必要な時間が常に正確になると共に、車載エアコンの冷却パワーをより効率的かつ合理的に利用し、冷却パワーが大きいエアコンを配置する必要がないため、冷却パワーの無駄を回避する。
電池の冷却時間は冷却効率の影響を受け、冷却効率が外部環境温度と電池の現在の温度の影響を受け、電池の冷却過程において、温度調整システムの効率も絶えず変化するため、冷却効率は１００％であるわけがなく、Ｐ１しかに基づいて電池の冷却の時間を正確に調整することができず、電池の実際パワーＰ２を検出する必要がある。本開示では、電池の実際パワーＰ２は式（３）、即ちΔＴ２ ＊ｃ＊ｍに基づいて計算することができる。Ｐ２、即ち電池の実際冷却パワーＰ２は、式（４）、即ちΔＴ３ ＊Ｃ＊ｍ１に基づいて計算して取得することができ、ΔＴ３がある時間内の電池の温度変化であり、Ｃが電池の比熱であり、ｍ１が電池の質量である。しかしながら、電池の質量が大きいため、単位時間当たりに温度変化が明らかではなく、長時間を要してこそ温度差を検出することができ、リアルタイム性の要求に合致しないため、一般に式（３）に基づいてＰ２パワーを計算する。
冷却効率の影響を受けるため、Ｐ２が完全にＰ１に等しくなりにくく、電池の冷却の目標時間ｔをより正確にするために、Ｐ１とＰ２との間のパワー差に基づいてリアルタイムに調整することにより、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２に等しくなることを確保する必要がある。以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車両の温度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、図２４に示すように、温度調整システムが冷却モードにあるときに、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、車内温度Ｔ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整するステップは、具体的には、以下のステップＳ３１’～Ｓ３２’を含む。
Ｓ３１’では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度Ｔが第３の温度閾値より大きいか否かを判断する。第３の温度閾値は第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値は４５℃であってよい。
Ｓ３２’では、電池の温度Ｔが第３の温度閾値より大きければ、車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池の温度が４０℃より高ければ、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御して、電池を冷却する。電池の冷却過程において、Ｐ１とＰ２を取得し、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいと判断するときに、電池の温度が４５℃より大きいか否かをさらに判断する。電池の温度が４５℃より高ければ、電池の温度が高過ぎることを示し、車載エアコンは電池６の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは車内冷却分岐路の開度を小さくし、電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御して、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させ、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させて、電池が降温をできるだけ速く完了する。電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却は完了し、コントローラは電池冷却分岐路をオフにするように制御する。これにより、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることができる。
本開示の一実施形態によれば、図２４に示すように、上記車両の温度調整方法は、さらに以下のステップＳ３３’～Ｓ３４’を含んでよい。
Ｓ３３’では、電池の温度が第３の温度閾値より小さければ、車内温度Ｔがエアコンの所定温度Ｔｓより大きいか否かをさらに判断する。
Ｓ３４’では、車内温度Ｔがエアコンの設定温度Ｔｓより大きければ、車内冷却分岐路の開度を大きくし、かつ電池冷却分岐路の開度を小さくする。
具体的には、電池の冷却過程において、電池の温度が４５℃より小さいときに、車内温度Ｔがエアコンの設定温度Ｔｓより大きいか否かをさらに判断する。Ｔ＞Ｔｓであれば、車内温度Ｔが設定温度に達せず、車内温度が高いことを示し、ユーザが不快感を覚えることを防止するために、車内冷却の要求を優先的に満たし、車内冷却分岐路の開度を大きくし、電池冷却分岐路の開度を小さくする。その一方、車内温度Ｔがエアコンの設定温度Ｔｓに達し、車内冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却は完了し、コントローラは電池冷却分岐路をオフにするように制御する。これにより、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることができる。
つまり、ここで、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃より小さければ、車内冷却の要求を優先的に満たし、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態によれば、図２４に示すように、温度調整システムが加熱モードにあるときに、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整するステップは、具体的には、以下のステップＳ３５’～Ｓ３７’を含む。
Ｓ３５’では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。
Ｓ３６’では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させる。
Ｓ３７’では、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーをそのまま保持する。
具体的には、温度調整システムが加熱モードに入るときに、ヒーターを起動させ、Ｐ１とＰ２に基づいてヒーターのパワーを調整する。Ｐ１がＰ２より大きければ、ヒーターが現在のパワーで加熱すれば、目標時間ｔ内に電池の温度を目標温度に上げることができないことを示す。したがって、Ｐ１とＰ２との間のパワー差を継続して取得し、かつパワー差に基づいてヒーターのパワーを向上させ、Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーターのパワーの向上が多い。Ｐ１がＰ２以下であれば、ヒーターのパワーをそのまま保持することができる。電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池の温度が依然として１０℃より低ければ、ヒーターのパワーを適切に向上させて、電池が昇温をできるだけ速く完了する。これにより、電池の実際の状態に応じて温度調整パワーを精確に制御することにより、電池が目標時間内に温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、上記車両の温度調整方法は、さらに、以下を含んでよい。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より小さければ、ポンプの回転速度を低下させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、ポンプの回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、Ｐ１がＰ２より小さければ、コントローラはポンプの回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。Ｐ１がＰ２より大きければ、コントローラはヒーターのパワーを向上させるように制御するか、又は電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御することに加え、また、ポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液質量を増加させることにより、実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に電池の温度調整を実現することができる。
車両は、単一電池を含んでもよく、複数の電池を直列接続し、並列接続するか又は直並列接続して構成されてもよい。図１９～２０に示すように、電池が２つあることを例として、電池が２つ（第１の電池と第２の電池）であるときに、それに応じてポンプが２つあり、かつ２つのポンプの一方が順方向ポンプ、他方が逆方向ポンプである。
温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算して温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算して総実際パワーＰｆを得る。第１の電池の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池の要求パワーはＰ１２である。第１の電池の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池の実際パワーはＰ２２である。コンプレッサーの最大冷却パワーはＰである。
総要求パワーＰｚと車内冷却の要求パワーＰ４の和がコンプレッサーの最大冷却パワーＰ以下であり、即ちＰｚ＋Ｐ４≦Ｐであれば、コンプレッサーはＰｚ＋Ｐ４冷却パワーで運転する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐであれば、第１の電池又は第２の電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断し、４５℃より大きければ、電池冷却に冷却パワーを優先的に供給し、コントローラはコンプレッサー１が最大冷却パワーＰで運転するように制御し、電池冷却分岐路４の冷却パワーはＰｚであり、車内冷却分岐路３の冷却パワーはＰ－Ｐｚに等しい。
電池の温度が４５℃以下であると判断し、かつ車内温度が設定温度に達しなければ、車内に冷却パワーを優先的に供給し、コンプレッサー１が最大冷却パワーＰで運転し、車内冷却分岐路の冷却パワーがＰ４であり、電池冷却分岐路の冷却パワーがＰ－Ｐ４に等しい。
車内温度が設定温度に達すれば、電池の冷却パワーを優先的に満たす。電池冷却分岐路の冷却パワーはＰｚである。
第１の電池と第２の電池の実際パワーの和はＰｆであり、Ｐｚ＞Ｐｆであるときに、調整すべきパワーはＰｃ（Ｐｃ＝Ｐｚ－Ｐｆ）である。Ｐｚ＋Ｐ４＋Ｐｃ≦Ｐであれば、コンプレッサーが向上すべき冷却パワーはＰｃであり、第２の膨張弁の開度を大きくし、ポンプの回転速度を向上させる。同時に以下の処理を行う。
Ｐ１１－Ｐ２１＝Ｐｃ１、Ｐ１２－Ｐ２２＝Ｐｃ２、Ｐ１１＞Ｐ２１、Ｐ１２＞Ｐ２２であれば、
Ｐｃ１が設定値より大きいときに、順方向ポンプを起動させ、逆方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを向上させる。Ｐｃ２が設定値より大きいときに、コントローラは逆方向ポンプを起動させ、順方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを向上させる。Ｐｃ１＞Ｐｃ２であるときに、コントローラは順方向ポンプを起動させ、逆方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを向上させる。Ｐｃ１≦Ｐｃ２であるときに、コントローラは逆方向ポンプを起動させ、順方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを向上させる。
そして、第１の電池の温度Ｔ６１が第２の電池の温度Ｔ６２より大きいときに、コントローラは順方向ポンプを起動させ、逆方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを向上させる。第１の電池の温度Ｔ６１が第２の電池の温度Ｔ６２以下であるときに、コントローラは逆方向ポンプを起動させ、順方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、電池の冷却パワーを向上させる。
Ｐ２１－Ｐ１１＝Ｐｃ１、Ｐ２２－Ｐ１２＝Ｐｃ２、Ｐ１１≦Ｐ２１、Ｐ１２≦Ｐ２２であれば、以下のように処理してよい。
Ｐｃ１が設定値より大きいときに、コントローラは順方向ポンプが動作を停止させ、逆方向ポンプを起動させるように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐｃ２が設定値より大きいときに、コントローラは逆方向ポンプが動作を停止させ、順方向ポンプを起動させるように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐｃ１＞Ｐｃ２であるときに、コントローラは順方向ポンプが動作を停止させ、逆方向ポンプを起動させるように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを低下させる。Ｐｃ１≦Ｐｃ２であるときに、コントローラは逆方向ポンプが動作を停止させ、順方向ポンプを起動させるように制御することにより、第２の電池の冷却パワーを低下させる。
そして、第１の電池の温度Ｔ６１が第２の電池の温度Ｔ６２より大きいときに、コントローラは順方向ポンプを起動させ、逆方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、第１の電池の冷却パワーを向上させる。第１の電池の温度Ｔ６１が第２の電池の温度Ｔ６２以下であるときに、コントローラは逆方向ポンプを起動させ、順方向ポンプが動作を停止させるように制御することにより、電池の冷却パワーを向上させる。
また、第１の電池と第２の電池の冷却機能がオンにされているときに、第１の電池の温度が第２の電池の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは順方向ポンプが動作するように制御して、冷却液が第１の電池を流れてから、第２の電池を流れるようにすることにより、第１の電池が降温をできるだけ速く完了してよい。その一方、第２の電池の温度が第１の電池の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは逆方向ポンプが動作するように制御して、冷却液が第２の電池を流れてから、第１の電池を流れるようにすることにより、第２の電池が降温をできるだけ速く完了する。これにより、冷却液の流れを変化させることにより、第１の電池と第２の電池の温度差を小さくすることができる。
第１の電池と第２の電池の冷却機能と加熱機能がいずれもオンにされていないときに、第１の電池と第２の電池の温度差が所定値を超えれば、順方向ポンプ又は逆方向ポンプを起動させるように制御して、電池冷却分岐路中の冷却液が流れるようにすることにより、第１の電池と第２の電池の温度をバランスさせることができる。
本開示の実施形態の車両の温度調整方法によれば、まず、電池に温度調整を行う要求パワーを取得し、次に電池に温度調整を行う実際パワーを取得し、最後に要求パワー、実際パワー、車内温度及びエアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該方法は、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、車載電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を迅速に調整して、車載電池の温度を所定の範囲に維持して、温度が車載電池の性能に影響を及ぼす状況を回避するだけでなく、電池の温度が要求を満たす場合に、車内温度が要求を満たすようにすることもできる。
電池、冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池冷却分岐路が複数あるときに、車載電池の温度調整システムは、複数の冷却分岐路、複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び電池温度調整モジュールを含む。
各冷却分岐路は、コンプレッサー１、コンプレッサー１と接続されたコンデンサ２を含む。複数の車内冷却分岐路はそれぞれ複数の冷却分岐路と接続される。電池温度調整モジュール５は電池冷却分岐路と接続され、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、かつ車両の複数の領域の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、そして、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の電池冷却分岐路の開度を調整する。
本開示の実施形態では、電池は電池パック又は電池モジュールであってよい。各電池冷却分岐路は、並列又は直列接続された複数の電池に対応する。
本開示の一実施形態によれば、電池温度調整モジュール５は、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、目標時間ｔ内に複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整することにより、目標温度に達する。
例として、図２５～２７に示すように、冷却分岐路、電池冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池が２つあることを例として、電池はそれぞれ第１の電池６１と第２の電池６２であり、冷却分岐路はそれぞれ第１の冷却分岐路１１と第２の冷却分岐路１２であり、電池冷却分岐路はそれぞれ第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２であり、車内冷却分岐回路はそれぞれ第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２である。図２５及び図２６において、電池が直列接続され、図２７において、電池が並列接続される。第１の電池６１と第２の電池６２のうちの少なくとも１つの温度が高過ぎる／低過ぎるときに、第１の電池６１と第２の電池６２のうちの少なくとも１つに温度調整を行う必要がある。電池温度調整モジュール５は要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、Ｐ１とＰ２に基づいて複数の電池冷却分岐路の開度を調整して、電池の冷却パワーを調整し、かつ電池温度調整モジュール５は複数の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＴｑとＴｓに基づいて各電池冷却分岐路の開度を制御し、例えば、ある領域のＴｑが高く、かつ他の領域のＴｑとの差が大きければ、電池温度調整モジュール５は該領域を冷却する車内冷却分岐路の開度を大きくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を小さくするように制御し、同時に、電池の冷却パワーが変化しないことを保証するために、電池温度調整モジュール５は別の車内冷却分岐路の開度を小さくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御する。これにより、該システムは各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
電池温度調整モジュール５の冷却パワーが車載エアコンによって供給され、車内冷却システムと冷却力を共用することにより、温度調整システムの体積を減少させ、冷却液の流量の分配をより柔軟にすると理解すべきである。
本開示の一実施形態によれば、電池冷却分岐路は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は電池温度調整モジュール５と接続される。熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含んでよく、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。電池温度調整モジュール５は、電池内に設置され、電池温度を調整する流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２を取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整する。車内冷却分岐路は、エバポレーター３１、第１の膨張弁３２及び第１の電子弁３３を含んでよい。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２及び第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
図２７に示すように、電池が複数で並列接続されるときに、各電池の流路の入口に弁５８がさらに設置される。コントローラは各電池の対応するＰ１とＰ２に基づいて弁５８を制御することにより、それぞれ各電池に流入する冷却液の流量を制御して、各電池の加熱パワー／冷却パワーを精確に制御することができる。
本開示の一実施形態によれば、図２５～２７に示すように、電池が複数あり、かつ流路が直列接続されるときに、複数の電池は電池の冷却液の流量を調整する複数のポンプに対応し、かつ上記ポンプが双方向ポンプである。
図２５～２７に示すように、電池が２つあることを例として、電池が２つあり（第１の電池６１と第２の電池６２）、かつ直列接続されるときに、それに応じてポンプが２つあり、かつ２つのポンプの一方が順方向ポンプ５１１、他方が逆方向ポンプ５１２である。
図２５に示すように、順方向ポンプ５１１が起動されるときに、第２の配管内の冷却液の流れは、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３－順方向ポンプ５１１－第１の温度センサ５５－第１の電池６１－第２の電池６２－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２である。図２６に示すように、逆方向ポンプ５１２が起動されるときに、第２の配管内の冷却液の流れは、媒体容器５２－流速センサ５７－第２の温度センサ５６－第２の電池６２－第１の電池６１－第１の温度センサ５５－逆方向ポンプ５１２－ヒーター５３－熱変換器４１－媒体容器５２である。
また、第１の電池６１と第２の電池６２の冷却機能がオンにされているときに、第１の電池６１の温度が第２の電池６２の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは順方向ポンプ５１１が動作するように制御して、冷却液が第１の電池６１を流れてから、第２の電池６２を流れるようにすることにより、第１の電池６１が降温をできるだけ速く完了する。その一方、第２の電池６２の温度が第１の電池６１の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは逆方向ポンプ５１２が動作するように制御して、冷却液が第２の電池６２を流れてから、第１の電池６１を流れるようにすることにより、第２の電池６２が降温をできるだけ速く完了する。これにより、冷却液の流れを変化させることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度差を小さくすることができる。第１の電池６１と第２の電池６２の冷却機能と加熱機能がいずれもオンにされていないときに、第１の電池６１と第２の電池６２の温度差が所定値を超えれば、コントローラは順方向ポンプ５１１が動作するように制御して、電池冷却分岐路４中の冷却液が流れるようにすることにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度をバランスさせる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成し、そして、各電池の温度調整中の第２のパラメータをそれぞれ取得し、第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成すると共に、各電池の第１の要求パワーと各電池の第２の要求パワーに基づいて各電池の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、コントローラは、初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得し、かつ第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
コントローラは下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池６の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
第２のパラメータは所定の時間内の各電池の平均電流Ｉであり、コントローラは下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、それぞれ各電池の所在する回路の第１の温度センサ５５によって検出された入口温度と第２の温度センサ５６によって検出された出口温度に基づいて、各電池の第２の温度差ΔＴ２を生成し、かつ各電池の第２の温度差ΔＴ２、及び流速センサ５７によって検出された流速ｖに基づいて各電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
具体的には、図２５～２７に示すように、車両がパワーアップされると、コントローラは車両に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、車両に温度調整を行う必要があると判断すれば、温度調整機能をオンにし、かつ低い回転速度情報をポンプ５１に送信し、ポンプが初期設定回転速度（例えば、低い回転速度）で動作を開始させる。コントローラは各電池の初期温度（即ち、現在の温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、そして式（１）に基づいて各電池の第１の要求パワーを計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の各電池の平均電流Ｉをそれぞれ取得し、式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーを計算する。その後に、コントローラは、それぞれ各電池の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１を計算する。そして、図２５～２７に示すように、電池が直列接続されるときに、コントローラは、第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報を取得し、かつ流速センサによって検出された流速情報をそれぞれ取得し、式（３）に基づいて電池の実際パワーＰ２を計算する。図２７に示すように、電池が並列接続されるときに、コントローラは、各電池の対応して設置された第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報をそれぞれ取得すると共に、流速センサ５７によって検出された流速情報をそれぞれ取得し、式（３）に基づいて各電池６の実際パワーＰ２をそれぞれ計算する。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路（３０及び３０）、複数の電池冷却分岐路（４０１及び４０２）及び複数の冷却分岐路（１１及び１２）の開度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに複数の電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成し、かつ総要求パワーＰｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断し、整合すれば、コントローラは複数の並列接続された電池の総要求パワーＰ１に基づいて電池を冷却し、整合しなければ、コントローラはコンプレッサーの最大冷却パワーＰと複数の電池冷却分岐路の要求パワーＰ１に基づいて電池を冷却する。
具体的には、図２７に示すように、電池の冷却機能がオンにされているときに、コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができる。そして、総要求パワーＰｚに基づいてＰｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断し、つまり、ＰｚがＰ以下であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて弁５８を制御することにより各電池を冷却する。その一方、Ｐｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合せず、つまり、ＰｚがＰより大きければ、コントローラは、エアコンの最大冷却パワーＰと各電池の要求パワーＰ１に基づいて、弁５８の開度を調整することにより、割合に応じて冷却液の流量の分配を行うことにより、最大効率で各電池は降温を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、複数の冷却分岐路は、それぞれ複数の吹き出し口に対応し、複数の領域温度は複数の吹き出し口の温度である。
例として、図２８に示すように、車室内に４つの吹き出し口が設置されてよく、それぞれが吹き出し口１～４である。吹き出し口の温度Ｔｃを検出することにより対応する領域温度Ｔｑを検出する。吹き出し口１と吹き出し口２は、第１の冷却分岐路１１によって冷却パワーが供給され、吹き出し口３と吹き出し口４は、第２の冷却分岐路１２によって冷却パワーが供給されると仮定する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、複数の電池の温度を検出し、かつ複数の並列接続された電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは各電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは、温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信し、そして、第２の電子弁４３を開弁するように制御することにより、冷却液と電池は熱変換を行って該電池の温度を下げる。
ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに該電池６の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、コントローラは第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、かつヒーター５３を起動させるように制御することにより、温度調整システムに加熱パワーを供給する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは、さらに、電池冷却分岐路の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池温度が第３の温度閾値より大きいか否かを判断し、電池温度が第３の温度閾値より大きければ、コントローラは複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくし、複数の電池冷却分岐路の開度は対応する弁（即ち、第２の膨張弁４２）によりそれぞれ制御され、第３の温度閾値が第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値が４５℃であってよい。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、コントローラは電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。いずれか１つの電池の温度が４５℃より大きければ、現在の電池の温度が高過ぎることを示し、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を小さくして、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させると共に、第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させる。これにより、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の冷却力の分配を調整することにより、電池の温度が高過ぎるときに目標時間内に電池の温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、冷却モードにあるときに、コントローラは、さらに、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいときに、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサー１のパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させ、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であるときに、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、冷却モードで動作するときに、電池が複数あれば、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサー１のパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサー１のパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサー１のパワーを適切に低下させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁４３を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、コントローラはコンプレッサーのパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、ある電池の温度が第３の温度閾値より小さく、かつ車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しいときに、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、各電池の温度が４５℃より小さければ、コントローラは車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達するか否かを判断する。達すれば、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を小さくし、かつ第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させ、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させて、電池の降温をできるだけ速く完了する。その一方、車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達しなければ、車内の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を大きくし、かつ第２の膨張弁４２の開度を小さくする。
また、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、コントローラは電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、複数の領域温度間の温度差を取得し、かつ温度差が第４の温度閾値より大きいときに、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を大きくし、かつ温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を小さくする。第４の温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、３℃であってよい。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、電池の冷却過程において、車内にエアコンを起動する必要があれば、車室内の環境温度を監視し制御することにより、車内の各箇所の環境温度がバランスをとれると共に、電池冷却の要求を満たす。図２８に示すように、吹き出し口１及び吹き出し口２における領域温度Ｔｑが吹き出し口３及び吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑより３℃以上高いと検出するときに、第１の車内冷却分岐路３０１中の第１の膨張弁３２の開度を大きくするように制御すると共に、第１の電池冷却分岐路４０１中の第２の膨張弁４２の開度を小さくするように制御して、第１の車内冷却分岐路３０１中の冷却パワーを向上させる。コントローラは、さらに第２の車内冷却分岐路３０２中の第１の膨張弁３２の開度を小さくし、第２の電池冷却分岐路４０２中の第２の膨張弁４２の開度を大きくするように制御して、第２の車内冷却分岐路３０２中の冷却パワーを低下させる。これにより、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２の冷却パワーを変化させないと共に、車内の各箇所の吹き出し口における近傍領域温度をバランスさせる。車載エアコンが吹き出し口１、吹き出し口２における近傍領域温度Ｔｑと吹き出し口３、吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑとの差が３℃以内であると検出するときに、コントローラは、第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２中の第１の膨張弁３２の開度が同じになるように制御して、第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２の冷却パワーが同じになることを保証する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいときに、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたり、上記電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、上記電池の加熱パワーを向上させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーターのパワーを低下させるか又はヒーターのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の昇温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、対応するポンプ５１の回転速度を調整して向上させたりして、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させることにより、該電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーター５３のパワーの向上が多い。その一方、ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コントローラは、ヒーター５３のパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約したり、対応するポンプ５１の回転速度を調整して低下させることにより、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させて、加熱パワーを低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したりしてよい。すべての電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーター５３が動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池が依然として存在すれば、コントローラはヒーター５３のパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さいときに、ポンプ５１の回転速度を低下させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きいときに、ポンプ５１の回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池のＰ１がＰ２より小さければ、コントローラは対応するポンプ５１の回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池６のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター５３又はコンプレッサー１のパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプ５１の回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
本開示の一実施形態によれば、図２７に示すように、複数の電池が並列接続されるときに、コントローラは、さらに、冷却モードにあるときに、電池間の温度差が設定値を超えるときに、温度が高い電池の冷却パワーを向上させ、加熱モードにあるときに、電池間の温度差が設定値を超えるときに、温度が低い電池の加熱パワーを向上させる。設定値が３℃であってよい。
具体的には、図２７に示すように、電池が並列接続されるときに、各電池の流路の入口に弁５８がさらに設置され、冷却モードにあると、電池間の温度差が３℃を超えるときに、コントローラは、温度が高い電池の所在する電池冷却分岐路中の弁５８の開度を大きくすることにより、温度が高い電池の冷却パワーを向上させる。加熱モードにあるときに、電池間の温度差が３℃を超えると、コントローラは、温度が低い電池の所在する電池冷却分岐路中の弁５８の開度を大きくすることにより、温度が低い電池の加熱パワーを向上させる。
本開示の一実施形態によれば、図２７に示すように、複数の電池が並列接続されるときに、冷却モードにあるときに、コントローラは、各分岐流路の冷却液の流量を個別に制御し、かつ各電池の要求パワーに基づいて、各電池モジュールの流路の冷却液の流量を調整することにより、各電池の実際パワーと温度の要求パワーが等しい。
具体的には、図２７に示すように、冷却モードにあるときに、コントローラは、第２の膨張弁４２の開度を制御することにより、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２の冷却液の流量をそれぞれ制御し、かつ弁５８の開度を制御することにより、第１の電池６１と第２の電池６２の流路に流入する冷却液の流量をそれぞれ制御することにより、各電池の実際パワーＰ１と温度の要求パワーＰ２が等しくて、電池の温度調整をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、図２５～２７に示すように、電池が複数あり、かつ流路が直列接続されるときに、複数の電池は電池の冷却液の流量を調整する複数のポンプに対応し、かつポンプが双方向ポンプである。
当業者が本開示をより明確に理解できるように、以下、具体的な例を組み合わせて、車載電池の温度調整システムの動作過程を説明する。
図２５は図１９に比べて、主にコンプレッサーの冷却回路を追加すると共に、車内エアコンの吹き出し口の温度バランスとコンプレッサー間のパワー調整の問題を増加させるという点で相違する。以下、相違点のみを示し、その他について説明を省略する。
図２５に示すように、電池が複数あり、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池６のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。Ｐ５１はコンプレッサー１１の最大冷却パワーであり、Ｐ５２はコンプレッサー１２の最大冷却パワーであり、Ｐ５はすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和であり、Ｐ５＝Ｐ５１＋Ｐ５２。第１の電池６１の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池６２の要求パワーはＰ１２である。第１の電池６１の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池６２の実際パワーはＰ２２である。
Ｐｚ≦Ｐ５１であれば、１つのコンプレッサー１を動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサー１を同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ５１＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにする。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーが最大冷却パワーで運転する。車内冷却分岐路の要求パワーはＰ４であり、つまり、Ｐ４は車内温度を設定温度に調整するのに必要なパワーである。
車内冷却と電池冷却が同時にオンにされるときに、吹き出し口１、吹き出し口２の領域温度がＴ５１であり、吹き出し口３、吹き出し口４の領域温度がＴ５２であると仮定する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行う。
Ｐｚ＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却パワーを向上させるように制御したり、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２が最大冷却パワーで運転するように制御すると共に、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、コントローラは車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行ってよい。
コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路をオフにするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御することにより、第１のコンプレッサー１１のすべての冷却パワーを車内冷却に用いる。第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御して、電池への冷却パワーを向上させることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
図２７は図１１に比べて、主にコンプレッサーの冷却回路を追加すると共に、車内エアコンの吹き出し口の温度バランスとコンプレッサー間のパワー調整の問題を増加させるという点で相違する。以下、相違点のみを示し、その他について説明を省略する。
図２７に示すように、電池が複数あり、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池６のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。Ｐ５１はコンプレッサー１１の最大冷却パワーであり、Ｐ５２はコンプレッサー１２の最大冷却パワーであり、Ｐ５はすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和であり、Ｐ５＝Ｐ５１＋Ｐ５２。第１の電池６１の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池６２の要求パワーはＰ１２である。第１の電池６１の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池６２の実際パワーはＰ２２である。
Ｐｚ≦Ｐ５１であれば、１つのコンプレッサー１を動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサー１を同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ５１＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにする。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーが最大冷却パワーで運転する。車内冷却分岐路の要求パワーはＰ４であり、つまり、Ｐ４は車内温度を設定温度に調整するのに必要なパワーである。
車内冷却と電池冷却が同時にオンにされるときに、吹き出し口１、吹き出し口２の領域温度がＴ５１であり、吹き出し口３、吹き出し口４の領域温度がＴ５２であると仮定する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行う。
Ｐｚ＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却パワーを向上させるように制御したり、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２が最大冷却パワーで運転するように制御すると共に、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行ってよい。
コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路をオフにするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御することにより、第１のコンプレッサー１１のすべての冷却パワーを車内冷却に用いる。第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御して、電池への冷却パワーを向上させることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。本開示の実施形態の車載電池の温度調整システムによれば、各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
車載電池の温度調整システムが複数の電池冷却分岐路、複数の車内冷却分岐路及び複数の冷却分岐路を含むときに、図２９に示すように、車載電池の温度調整方法は、以下のステップＳ１”’～Ｓ３”’を含む。
Ｓ１”’では、複数の電池冷却分岐路中の複数の電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をそれぞれ取得する。電池冷却分岐路は、対応する電池に温度調整を行う。
本開示の一実施形態によれば、図３０に示すように、複数の電池の要求パワーをそれぞれ取得するステップは、具体的に以下のステップＳ１１”’～Ｓ１３”’を含む。
Ｓ１１”’では、各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、かつ第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成する。
Ｓ１２”’では、各電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成する。
Ｓ１３”’では、各電池の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて電池冷却分岐路の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得するステップと、第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成するステップとを含む。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、図３０に示すように、複数の電池の実際パワーＰ２を取得するステップは、具体的に以下のステップＳ１４”’～Ｓ１６’を含む。
Ｓ１４”’では、複数の電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。
Ｓ１５’では、複数の電池の流路の入口温度と出口温度に基づいて複数の電池の第２の温度差ΔＴ２を生成する。
Ｓ１６’では、複数の電池の第２の温度差ΔＴ２と流速ｖに基づいて複数の電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
Ｓ２”’では、車両の複数の領域の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓをそれぞれ取得する。
Ｓ３”’では、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の上記領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、目標時間ｔ内に複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整することにより、目標温度に達する。
図２５～２７に示すように、各電池冷却分岐路は、並列又は直列接続された複数の電池に対応する。
具体的には、冷却分岐路、電池冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池が２つあることを例として、電池はそれぞれ第１の電池と第２の電池であり、冷却分岐路はそれぞれ第１の冷却分岐路と第２の冷却分岐路であり、電池冷却分岐路はそれぞれ第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路であり、車内冷却分岐回路はそれぞれ第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路である。第１の電池と第２の電池のうちの少なくとも１つの温度が高過ぎる／低過ぎるときに、第１の電池と第２の電池のうちの少なくとも１つに温度調整を行う必要がある。要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、Ｐ１とＰ２に基づいて複数の電池冷却分岐路の開度を調整して、電池の冷却パワーを調整し、かつ複数の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＴｑとＴｓに基づいて各電池冷却分岐路の開度を制御し、例えば、ある領域のＴｑが高く、かつ他の領域のＴｑとの差が大きければ、コントローラは該領域を冷却する車内冷却分岐路の開度を大きくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を小さくするように制御し、同時に、電池の冷却パワーが変化しないことを保証するために、別の車内冷却分岐路の開度を小さくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御する。これにより、該方法は各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度をどのように調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、図３０に示すように、車載電池が複数あり、かつ車内冷却分岐路、電池冷却分岐路及び冷却分岐路が複数あるときに、上記車載電池の温度調整方法は、さらに以下のステップＳ３１”’～Ｓ３４”’を含んでよい。
Ｓ３１”’では、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成する。
Ｓ３２”’では、総要求パワーＰｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断する。
Ｓ３３”’では、整合すれば、複数の電池の要求パワーに基づいて電池を冷却する。
Ｓ３４”’では、整合しなければ、コンプレッサーの最大冷却パワーＰと複数の電池冷却分岐路の要求パワーＰ１に基づいて電池を冷却する。
具体的には、電池が複数で、かつ並列接続されるときに、各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができる。そして、総要求パワーＰｚに基づいてＰｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合するか否かを判断し、つまり、ＰｚがＰ以下であるか否かを判断し、そうであれば、各電池の要求パワーＰ１に基づいて電池冷却分岐路中の弁を制御することにより各電池を冷却する。その一方、Ｐｚが車載エアコンの最大冷却パワーＰと整合せず、つまり、ＰｚがＰより大きければ、エアコンの最大冷却パワーＰと各電池の要求パワーＰ１に基づいて、電池冷却分岐路中の弁の開度を調整することにより、割合に応じて冷却液の流量の分配を行うことにより、最大効率で各電池は降温を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度調整方法は、さらに以下のステップを含んでよい。複数の電池の温度を検出する。複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する。複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、各電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信する。その一方、ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに該電池の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、対応する電池冷却分岐路をオフにするように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、電池に加熱パワーを供給する。
本開示の一実施形態によれば、図２８に示すように、複数の冷却分岐路は、それぞれ複数の吹き出し口に対応し、上記複数の領域温度は上記複数の吹き出し口の温度である。
例として、図２８に示すように、車室内に４つの吹き出し口が設置されてよく、それぞれが吹き出し口１～４である。吹き出し口の温度Ｔｃを検出することにより対応する領域温度Ｔｑを検出する。吹き出し口１と吹き出し口２は、第１の冷却分岐路１１によって冷却パワーが供給され、吹き出し口３と吹き出し口４は、第２の冷却分岐路１２によって冷却パワーが供給されると仮定する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。電池冷却分岐路の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、コントローラは電池の温度が第３の温度閾値より大きいか否かを判断する。第３の温度閾値は第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値は４５℃であってよい。電池の温度が上記第３の温度閾値より大きければ、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。複数の電池冷却分岐路の開度は、対応する弁によってそれぞれ制御される。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、コントローラは電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。いずれか１つの電池の温度が４５℃より大きければ、現在の電池の温度が高過ぎることを示し、第１の膨張弁３２の開度を小さくして、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させると共に、第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させる。これにより、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の冷却力の分配を調整することにより、電池の温度が高過ぎるときに目標時間内に電池の温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整するステップは、各電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいか否かを判断するステップと、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きければ、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させるステップと、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーを低下させたり、コンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させるステップとをさらに含む。
具体的には、冷却モードで動作するときに、電池が複数あれば、各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサーのパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、コンプレッサーのパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度が第３の温度閾値より小さければ、上記車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しい否かをさらに判断し、車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しければ、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、各電池の温度が４５℃より小さければ、コントローラは車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達するか否かを判断する。達すれば、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させ、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させて、電池の降温をできるだけ速く完了する。車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達しなければ、車内の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは車内冷却分岐路の冷却液流量を増加させ、かつ電池冷却分岐路の冷却液流量を減少させる。
また、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態によれば、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくするステップは、具体的には、以下を含む。複数の領域温度の間の温度差を取得する。温度差が第４の温度閾値より大きいか否かを判断する。温度差が第４の温度閾値より大きければ、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を大きくし、好ましくは、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を小さくする。第４の温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、３℃であってよい。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を大きくすることをさらに含む。
具体的には、電池の冷却過程において、車内にエアコンを起動する必要があれば、車室内の環境温度を監視し制御することにより、車内の各箇所の環境温度がバランスをとれると共に、電池冷却の要求を満たす。図２８に示すように、吹き出し口１及び吹き出し口２における領域温度Ｔｑが吹き出し口３及び吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑより３℃以上高いと検出するときに、第１の車内冷却分岐路中の開度を大きくし、第１の電池冷却分岐路中の開度を小さくすることにより、第１の車内冷却分岐路中の冷却パワーが大きい。さらに、好ましくは、第２の車内冷却分岐路中の冷間開度を小さくし、第２の電池冷却分岐路の開度を大きくすることにより、第２の車内冷却分岐路中の冷却パワーが小さい。これにより、第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路の冷却パワーを変化させないと共に、車内の各箇所の吹き出し口における近傍領域温度をバランスさせることができる。車載エアコンが吹き出し口１、吹き出し口２における近傍領域温度Ｔｑと吹き出し口３、吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑとの差が３℃以内であると検出するときに、コントローラは第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路中の第１の膨張弁の開度が同じになるように制御して、第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路の冷却パワーが同じになることを保証する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、さらに以下を含む。ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きければ、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するヒーターのパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させる。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを低下させるか又はヒーターのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の昇温を完了できないことを示すため、該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたり、対応するポンプの回転速度を調整して向上させたりして、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させることにより、該電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーターのパワーの向上が多い。その一方、ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約したり、対応するポンプの回転速度を調整して低下させることにより、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させて、加熱パワーを低下させたり、ヒーターのパワーをそのまま保持したりしてよい。すべての電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池が依然として存在すれば、ヒーターのパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さければ、電池の流路中のポンプの回転速度を低下させるステップと、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きければ、電池の流路中のポンプの回転速度を向上させるステップとをさらに含んでよい。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池のＰ１がＰ２より小さければ、コントローラは対応するポンプの回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター又はコンプレッサーのパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
本開示の一実施形態によれば、電池が複数あり、かつ流路が直列接続されるときに、複数の電池は電池の冷却液の流量を調整する複数のポンプに対応し、かつポンプが双方向ポンプである。
図２５～２７に示すように、電池が２つあることを例として、電池が２つ（第１の電池と第２の電池）であり、かつ直列接続されるときに、それに応じてポンプが２つあり、かつ２つのポンプの一方が順方向ポンプ、他方が逆方向ポンプである。
図２５に示すように、順方向ポンプが起動されるときに、第２の配管内の冷却液の流れは、媒体容器－熱変換器－ヒーター－順方向ポンプ－第１の温度センサ－第１の電池－第２の電池－第２の温度センサ－流速センサ－媒体容器である。図２６に示すように、逆方向ポンプが起動されるときに、第２の配管内の冷却液の流れは、媒体容器－流速センサ－第２の温度センサ－第２の電池－第１の電池－第１の温度センサ－逆方向ポンプ－ヒーター－熱変換器－媒体容器である。
第１の電池と第２の電池の冷却機能がオンにされているときに、第１の電池の温度が第２の電池の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは順方向ポンプが動作するように制御して、冷却液が第１の電池を流れてから、第２の電池を流れるようにすることにより、第１の電池が降温をできるだけ速く完了する。その一方、第２の電池の温度が第１の電池の温度より高く、かつ差が所定値を超えれば、コントローラは逆方向ポンプが動作するように制御して、冷却液が第２の電池を流れてから、第１の電池を流れるようにすることにより、第２の電池が降温をできるだけ速く完了する。これにより、冷却液の流れを変化させることにより、第１の電池と第２の電池の温度差を小さくすることができる。第１の電池と第２の電池の冷却機能と加熱機能がいずれもオンにされていないときに、第１の電池と第２の電池の温度差が所定値を超えれば、順方向ポンプ又は逆方向ポンプを起動させるように制御して、電池冷却分岐路中の冷却液が流れるようにすることにより、第１の電池と第２の電池の温度をバランスさせる。
当業者が本開示をより明確に理解できるように、以下、具体的な例を組み合わせて、車載電池の温度調整システムの動作過程を説明する。
図２５は図１９に比べて、主にコンプレッサーの冷却回路を追加すると共に、車内エアコンの吹き出し口の温度バランスとコンプレッサー間のパワー調整の問題を増加させるという点で相違する。以下、相違点のみを示し、その他について説明を省略する。
図２５に示すように、電池が複数あり、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。Ｐ５１はコンプレッサー１１の最大冷却パワーであり、Ｐ５２はコンプレッサー１２の最大冷却パワーであり、Ｐ５はすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和であり、Ｐ５＝Ｐ５１＋Ｐ５２。第１の電池の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池の要求パワーはＰ１２である。第１の電池６１の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池６２の実際パワーはＰ２２である。
Ｐｚ≦Ｐ５１であれば、１つのコンプレッサーを動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサーを同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ５１＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにする。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーが最大冷却パワーで運転する。車内冷却分岐路の要求パワーはＰ４であり、つまり、Ｐ４は車内温度を設定温度に調整するのに必要なパワーである。
車内冷却と電池冷却が同時にオンにされるときに、吹き出し口１、吹き出し口２の領域温度がＴ５１であり、吹き出し口３、吹き出し口４の領域温度がＴ５２であると仮定する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行う。
Ｐｚ＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却パワーを向上させるように制御したり、第１のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサーと第２のコンプレッサーが最大冷却パワーで運転するように制御すると共に、第１のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却回路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却回路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行ってよい。
コントローラは第１のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路をオフにするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御することにより、第１のコンプレッサーのすべての冷却パワーを車内冷却に用いる。第２のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御して、電池への冷却パワーを向上させることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
図２７は図１１に比べて、主にコンプレッサーの冷却回路を追加すると共に、車内エアコンの吹き出し口の温度バランスとコンプレッサー間のパワー調整の問題を増加させるという点で相違する。以下、相違点のみを示し、その他について説明を省略する。
図２７に示すように、電池が複数あり、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池６のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。Ｐ５１はコンプレッサー１１の最大冷却パワーであり、Ｐ５２はコンプレッサー１２の最大冷却パワーであり、Ｐ５はすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和であり、Ｐ５＝Ｐ５１＋Ｐ５２。第１の電池６１の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池６２の要求パワーはＰ１２である。第１の電池６１の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池６２の実際パワーはＰ２２である。
Ｐｚ≦Ｐ５１であれば、１つのコンプレッサー１を動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサー１を同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ５１＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにする。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーが最大冷却パワーで運転する。車内冷却分岐路の要求パワーはＰ４であり、つまり、Ｐ４は車内温度を設定温度に調整するのに必要なパワーである。
車内冷却と電池冷却が同時にオンにされるときに、吹き出し口１、吹き出し口２の領域温度がＴ５１であり、吹き出し口３、吹き出し口４の領域温度がＴ５２であると仮定する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行う。
Ｐｚ＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却パワーを向上させるように制御したり、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２が最大冷却パワーで運転するように制御すると共に、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行ってよい。
第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路をオフにするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御することにより、第１のコンプレッサー１１のすべての冷却パワーを車内冷却に用いる。第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御して、電池への冷却パワーを向上させることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
本開示の実施形態の車載電池の温度調整方法によれば、まず、複数の電池冷却分岐路中の複数の電池の要求パワーをそれぞれ取得し、次に車両中の複数の領域の領域温度とエアコンの設定温度をそれぞれ取得し、要求パワー、実際パワー、複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該方法は各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
電池が複数あり、かつ複数の電池が独立して設置されるときに、図３１に示すように、車載電池の温度調整システムは、複数の冷却分岐路、複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び電池温度調整モジュール５を含む。
各冷却分岐路は、コンプレッサー１、コンプレッサー１と接続されたコンデンサ２を含む。複数の車内冷却分岐路はそれぞれ複数の冷却分岐路と接続される。複数の電池冷却分岐路は複数の冷却分岐路と接続され、複数の電池冷却分岐路間は相互に連通する。電池温度調整モジュール５は、複数の電池及び複数の電池冷却分岐路とそれぞれ接続されて、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、かつ車両中の複数の領域の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、そして、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整し、かつ電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数のコンプレッサー１が電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を調整する。
電池は電池パック又は電池モジュールであってよい。
本開示の一実施形態によれば、電池温度調整モジュール５は、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、目標時間ｔ内に複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整することにより、目標温度に達する。
例として、図３１に示すように、冷却分岐路、電池冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池が２つあることを例として、電池はそれぞれ第１の電池６１と第２の電池６２であり、第１の電池６１と第２の電池６２が相互に独立して設置される。冷却分岐路はそれぞれ第１の冷却分岐路１１と第２の冷却分岐路１２であり、電池冷却分岐路はそれぞれ第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２であり、車内冷却分岐回路はそれぞれ第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２である。
第１の電池６１と第２の電池６２のうちの少なくとも１つの温度が高過ぎる／低過ぎるときに、第１の電池６１と第２の電池６２のうちの少なくとも１つに温度調整を行う必要がある。電池温度調整モジュール５は要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、Ｐ１とＰ２に基づいて複数の電池冷却分岐路の開度を調整して、電池の冷却パワーを調整し、かつ電池温度調整モジュール５は複数の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＴｑとＴｓに基づいて各電池冷却分岐路の開度を制御し、例えば、ある領域のＴｑが高く、かつ他の領域のＴｑとの差が大きければ、電池温度調整モジュール５は該領域を冷却する車内冷却分岐路の開度を大きくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を小さくするように制御し、同時に、電池の冷却パワーが変化しないことを保証するために、電池温度調整モジュール５は別の車内冷却分岐路の開度を小さくするように制御する。これにより、該システムは各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。同時に、複数の電池冷却分岐路が相互に連通するため、電池温度調整モジュール５は各電池の温度に基づいて、電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整することにより、各電池間の温度のバランスを保証することができる。
電池温度調整モジュール５の冷却パワーが車載エアコンによって供給され、車内冷却システムと冷却力を共用することにより、温度調整システムの体積を減少させ、冷却液の流量の分配をより柔軟にすると理解すべきである。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、電池冷却分岐路は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含み、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。
電池温度調整モジュール５は、電池内に設置され、電池温度を調整する流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２を取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整する。車内冷却分岐路は、エバポレーター３１、第１の膨張弁３２及び第１の電子弁３３を含んでよい。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２及び第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
図３１に示すように、第１の電池冷却分岐路４０１は、第１の調整弁４１１及び第３の調整弁４１３をさらに含んでよく、第２の電池冷却分岐路４０２は、第２の調整弁４１２及び第４の調整弁４１４をさらに含んでよく、各調整弁の接続方式について、具体的には図３１を参照すればよく、ここで説明を省略する。図３１に示すように、各コンプレッサー１の冷却力は、第１～第４の調整弁４１１～４１４を調整することにより第１の電池冷却分岐路４０１又は第２の電池冷却分岐路４０２に分配することができる。例えば、第１の冷却分岐路１１のコンプレッサー１は、第１の調整弁４１１により冷媒を第１の電池冷却分岐路４０１に分配し、第２の調整弁４１２により冷媒を第２の電池冷却分岐路４０２に分配することができる。第２の冷却分岐路１２のコンプレッサー１は、第３の調整弁４１３により冷媒を第１の電池冷却分岐路４０１に分配し、第４の調整弁４１４により冷媒を第２の電池冷却分岐路４０２に分配することができる。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、電池温度調整モジュール５は、流路の入口に設置された第１の温度センサ５５、流路の出口に設置された第２の温度センサ５６、及び流速センサ５７をさらに含んでよい。流路の入口と出口の位置は絶対的ではなく、ポンプ５１の回転方向に応じて確定されると理解すべきである。
具体的には、熱変換器４１はプレート式熱交換器であってよく、プレート式熱交換器が車載エアコンの内部に取り付けられてよく、冷却剤回路全体を車載エアコンの内部にして、車載エアコンの出荷デバッグに役立ち、車載エアコンを個別に供給し組み立てることができ、同時に取付過程において車載エアコンに冷却剤を１回追加すればよい。冷却液は流路の入口から電池の内部に流入し、流路の出口から流出することにより、電池と冷却液との間の熱変換を実現する。
ポンプ５１は主に動力を供給し、媒体容器５２は主に冷却液を貯蔵し、かつ温度調整システムに添加される冷却液を収容し、温度調整システムにおける冷却液が減少するときに、媒体容器５２中の冷却液から自動的に補充することができる。ヒーター５３は、ＰＴＣヒーターであってよく、コントローラとＣＡＮ通信を行い、車載電池の温度調整システムに加熱パワーを供給し、コントローラによって制御される。かつヒーター５３は電池６と直接接触せず、高い安全性、信頼性及び実用性を持つ。
第１の温度センサ５５は流路入口における冷却液の温度を検出し、第２の温度センサ５６は流路出口における冷却液の温度を検出する。流速センサ５７は対応する配管内の冷却液の流速情報を検出する。第２の電子弁４３は対応する電池冷却分岐路４の開閉を制御し、第２の膨張弁４２は対応する電池冷却分岐路４中の冷却液の流量を制御することができる。コントローラは、第１～第４の調整弁４１１～４１４の開度を調整すると共に、第１の電池６１と第２の電池６２の２つの冷却分岐回路の冷却液の流量を制御することにより、２つの電池の温度をバランスさせることができる。同時に、コントローラは、さらに車載エアコン及びヒーター５３とＣＡＮ通信を行い、かつポンプ５１の回転速度を制御し、冷却液の温度及び流量情報を監視することができ、さらに電池を管理し、電池の電圧及び温度情報を検出し、車載電池の温度調整システムの開閉を制御することができ、かつコントローラ間は相互に通信することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて各電池温度調整モジュール５が対応する電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成し、そして、各電池の温度調整中の第２のパラメータをそれぞれ取得し、第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成すると共に、各電池の第１の要求パワーと各電池の第２の要求パワーに基づいて各電池の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、コントローラは、初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得し、かつ第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
コントローラは下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
第２のパラメータは所定の時間内の各電池の平均電流Ｉであり、コントローラは下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、それぞれ各電池の所在する回路の第１の温度センサ５５によって検出された入口温度と第２の温度センサ５６によって検出された出口温度に基づいて、各電池の第２の温度差ΔＴ２を生成し、かつ各電池の第２の温度差ΔＴ２、及び流速センサ５７によって検出された流速ｖに基づいて各電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは車両に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、車両に温度調整を行う必要があると判断すれば、温度調整機能をオンにし、かつ低い回転速度情報をポンプ５１に送信し、ポンプが初期設定回転速度（例えば、低い回転速度）で動作を開始させる。その後に、コントローラは各電池の初期温度（即ち、現在の温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、そして式（１）に基づいて各電池の第１の要求パワーを計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の各電池の平均電流Ｉをそれぞれ取得し、式（２）に基づいて各電池の第２の要求パワーを計算する。その後に、コントローラは、それぞれ各電池６の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１（即ち、目標時間内に電池の温度を目標温度に調整する要求パワー）を計算する。そして、コントローラは、各電池の対応して設置された第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報をそれぞれ取得すると共に、流速センサ５７によって検出された流速情報をそれぞれ取得し、式（３）に基づいて各電池の実際パワーＰ２をそれぞれ計算する。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路（３０及び３０）、複数の電池冷却分岐路（４０１及び４０２）及び複数の冷却分岐路（１１及び１２）の開度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成し、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいか否かを判断し、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいときに、コントローラは複数のコンプレッサー１から電池の対応する電池冷却分岐路４への冷却力の開度を最大に調整し、総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５以下であるときに、コントローラは、総要求パワーＰｚと総最大冷却パワーＰ５の差に基づいて電池６の対応する電池冷却分岐路４の冷却力の開度を調整する。
具体的には、図３１に示すように、電池を冷却するときに、コントローラは、各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができ、同時にコントローラは、各コンプレッサー１の最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を計算し、つまり、各コンプレッサー１の最大冷却パワーＰを加算すれば総最大冷却パワーＰ５を得ることができる。その後に、コントローラは、Ｐｚ＞Ｐ５であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは各第２の膨張弁４２の開度を最大に調整するように制御して、各電池の電池冷却回路４に流入する冷却液の流量を増加させることにより、電池が目標時間内に降温を完了することができる。Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させ、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにすると共に、ＰｚとＰ５との間の差に基づいて各第２の膨張弁４２の開度を調整し、ＰｚとＰ５の差の絶対値が大きければ大きいほど、第２の膨張弁の開度が小さく、エネルギーを節約するという目的を達成する。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、コントローラは、さらに、複数の電池の温度を検出し、かつ複数の電池６のうちのいずれか１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは各電池の温度をそれぞれリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは、温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信し、そして、対応する第２の電子弁４３を開弁するように制御することにより、冷却液と電池は熱変換を行って該電池の温度を下げる。
ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに該電池の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、かつ対応するヒーター５３を起動させるように制御することにより、温度調整システムに加熱パワーを供給する。温度調整システムが加熱モードで動作するときに、ヒーター５３は加熱パワーを供給し、第１の電池６１を加熱することを例として、第１の電池６１の所在する回路中の冷却液の流れ方向は、媒体容器５２－熱変換器４１－ヒーター５３（起動）－ポンプ５１－第１の温度センサ５５－第１の電池６１－第２の温度センサ５６－流速センサ５７－媒体容器５２であり、このように循環して、電池の第１の電池６１の昇温を実現する。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは、さらに、電池冷却分岐路の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池温度が第３の温度閾値より大きいか否かを判断し、電池温度が第３の温度閾値より大きければ、コントローラは対応する電池冷却分岐路の開度を大きくし、電池冷却分岐路の開度は対応する弁（即ち、第２の膨張弁４２）によりそれぞれ制御され、第３の温度閾値が第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値が４５℃であってよい。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、コントローラは電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。いずれか１つの電池の温度が４５℃より大きければ、現在の電池の温度が高過ぎることを示し、コントローラは、対応する第１の膨張弁３２の開度を小さくして、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させると共に、第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させる。これにより、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の冷却力の分配を調整することにより、電池の温度が高過ぎるときに目標時間内に電池の温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、冷却モードにあるときに、コントローラは、さらに、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいときに、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサー１のパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させ、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であるときに、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、冷却モードで動作するときに、電池が複数あれば、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサー１のパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサー１のパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサー１のパワーを適切に低下させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁４３を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、コントローラはコンプレッサーのパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、コントローラは、さらに、ある電池の温度が第３の温度閾値より小さく、かつ車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しいときに、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、各電池の温度が４５℃より小さければ、コントローラは車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達するか否かを判断する。達すれば、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を小さくし、かつ第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させ、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させて、電池の降温をできるだけ速く完了する。その一方、車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達しなければ、車内の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を大きくし、かつ第２の膨張弁４２の開度を小さくする。
また、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、コントローラは電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態では、複数の冷却分岐路は、それぞれ複数の吹き出し口に対応し、複数の領域温度は複数の吹き出し口の温度である。
例として、図２８に示すように、車室内に４つの吹き出し口が設置されてよく、それぞれが吹き出し口１～４である。吹き出し口の温度Ｔｃを検出することにより対応する領域温度Ｔｑを検出する。吹き出し口１と吹き出し口２は、第１の冷却分岐路１１によって冷却パワーが供給され、吹き出し口３と吹き出し口４は、第２の冷却分岐路１２によって冷却パワーが供給されると仮定する。
本開示の一実施形態によれば、図３１に示すように、コントローラは、さらに、複数の領域温度間の温度差を取得し、かつ温度差が第４の温度閾値より大きいときに、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を大きくし、かつ温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を小さくする。第４の温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、３℃であってよい。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、電池の冷却過程において、車内にエアコンを起動する必要があれば、車室内の環境温度を監視し制御することにより、車内の各箇所の環境温度がバランスをとれると共に、電池冷却の要求を満たす。図２８に示すように、吹き出し口１及び吹き出し口２における領域温度Ｔｑが吹き出し口３及び吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑより３℃以上高いと検出するときに、第１の車内冷却分岐路３０１中の第１の膨張弁３２の開度を大きくするように制御すると共に、第１の電池冷却分岐路４０１中の第２の膨張弁４２の開度を小さくするように制御して、第１の車内冷却分岐路３０１中の冷却パワーを向上させる。コントローラは、さらに第２の車内冷却分岐路３０２中の第１の膨張弁３２の開度を小さくし、第２の電池冷却分岐路４０２中の第２の膨張弁４２の開度を大きくするように制御して、第２の車内冷却分岐路３０２中の冷却パワーを低下させる。これにより、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２の冷却パワーを変化させないと共に、車内の各箇所の吹き出し口における近傍領域温度をバランスさせる。車載エアコンが吹き出し口１、吹き出し口２における近傍領域温度Ｔｑと吹き出し口３、吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑとの差が３℃以内であると検出するときに、コントローラは、第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２中の第１の膨張弁３２の開度が同じになるように制御して、第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２の冷却パワーが同じになることを保証する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいときに、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたり、上記電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、上記電池の加熱パワーを向上させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーターのパワーを低下させるか又はヒーターのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の昇温を完了できないことを示すため、コントローラは該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、対応するポンプ５１の回転速度を調整して向上させたりして、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させることにより、該電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーター５３のパワーの向上が多い。その一方、ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コントローラは、コントローラはヒーター５３のパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約したり、対応するポンプ５１の回転速度を調整して低下させることにより、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させて、加熱パワーを低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したりしてよい。すべての電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーター５３が動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池が依然として存在すれば、コントローラはヒーター５３のパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さいときに、電池流路中のポンプ５１の回転速度を低下させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きいときに、電池流路中のポンプ５１の回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池のＰ１がＰ２より小さければ、コントローラは対応するポンプ５１の回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター５３又はコンプレッサー１のパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプ５１の回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
温度調整システムが冷却モードで動作するときに、図３１に示すように、コントローラは、第１の電池６１と第２の電池６２の要求パワーＰ１をそれぞれ計算し、その後にそれぞれ各電池のＰ１と対応するコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて対応する第２の膨張弁４２の開度を調整する。冷却過程において、コントローラは、それぞれ各電池の実際パワーＰ２に基づいて第２の膨張弁４２の開度を継続して調整する。同時に、コントローラは第１の電池６１と第２の電池６２との間の温度状況に応じて、第１～第４の調整弁４１１～４１２の開度を調整して、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２の冷却液の流量の分配を調整することにより、第１の電池６１と第２の電池６２の温度のバランスを制御する。第１の電池６１の温度が第２の電池６２の温度より高く、かつ差が設定値を超えるときに、第１の調整弁４１１と第３の調整弁４１３の開度を大きくし、第２の調整弁４１２と第４の調整弁４１４の開度を小さくして、第１の電池６１の冷却パワーを向上させ、第１の電池６１と第２の電池６２の温度が等しいときに、第１～第４の調整弁４１１～４１４の開度が同じになるように制御することができる。温度調整システムが加熱モードで動作するときに、第１の電池６１の温度が第２の電池６２の温度より低く、かつ差が設定値を超えるときに、コントローラは第１の電池６１の対応するヒーター５３の加熱パワーを向上させる。これにより、２つの電池の間の温度のバランスをとれる。
当業者が本開示をより明確に理解できるように、以下、具体的な例を組み合わせて、車載電池の温度調整システムの動作過程を説明する。
図１９～２０に示す温度調整システムに比べて、図３１において車内冷却分岐路が追加される。以下、相違点のみを示し、その他について説明を省略する。
図３１に示すように、電池、車内冷却分岐路３、電池冷却分岐路４が複数あり、かつ複数の電池が独立して設置されるときに、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池６のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。第１の電池６１の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池６２の要求パワーはＰ１２である。第１の電池６１の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池６２の実際パワーはＰ２２である。Ｐ５１は第１のコンプレッサー１１の最大冷却パワーであり、Ｐ５２は第２のコンプレッサー１２の最大冷却パワーである。
Ｐｚ≦Ｐ５１であれば、１つのコンプレッサー１を動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサー１を同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ５１＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサー１を同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにする。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、各コンプレッサーは最大冷却パワーＰで運転する。
車内冷却と電池冷却が同時にオンにされるときに、吹き出し口１、吹き出し口２の領域温度がＴ５１であり、吹き出し口３、吹き出し口４の領域温度がＴ５２であると仮定すれば、以下の判断を行う。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行う。
Ｐｚ＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却パワーを向上させるように制御したり、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２が最大冷却パワーで運転するように制御すると共に、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行ってよい。
コントローラは第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路をオフにするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御することにより、第１のコンプレッサー１１のすべての冷却パワーを車内冷却に用いる。第２のコンプレッサー１２の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御して、電池への冷却パワーを向上させることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
以上より、本開示の実施形態の車載電池の温度調整システムによれば、電池温度調整モジュールにより要求パワーと実際パワーを取得し、かつ車両中の複数の領域の領域温度とエアコンの設定温度を取得し、そして、要求パワー、実際パワー、複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整し、かつ電池の要求パワーと実際パワーに基づいて複数のコンプレッサーが電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を調整する。これにより、該システムは各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度と各電池間の温度をバランスさせることができる。
車載電池の温度調整システムが複数の冷却分岐路、複数の冷却分岐路に対応する複数の電池冷却分岐路、複数の車内冷却分岐路、複数の電池、及び複数の電池と複数の電池冷却分岐路との間に接続された複数の電池温度調整モジュールを含むときに、図３２に示すように、車載電池の温度調整方法は、以下のステップＳ１””～Ｓ３””を含む。
Ｓ１””では、複数の電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をそれぞれ取得する。
本開示の一実施形態によれば、複数の電池の要求パワーをそれぞれ取得するステップは、具体的に以下を含む。各電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、かつ第１のパラメータに基づいて各電池の第１の要求パワーを生成する。各電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて各電池の第２の要求パワーを生成する。各電池の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて電池冷却分岐路の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得するステップと、第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成するステップとを含む。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、複数の電池の実際パワーＰ２を取得するステップは、具体的に以下を含む。複数の電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。複数の電池の流路の入口温度と出口温度に基づいて複数の電池の第２の温度差ΔＴ２を生成する。複数の電池の第２の温度差ΔＴ２及び流速ｖに基づいて複数の電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度である。
Ｓ２””では、車両中の複数の領域の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓをそれぞれ取得する。
Ｓ３””では、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。複数の電池冷却分岐路は相互に連通し、かつ電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて複数のコンプレッサーが電池の対応する電池冷却分岐路に冷却力を供給する開度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の上記領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、目標時間ｔ内に複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整することにより、目標温度に達する。
電池は電池パック又は電池モジュールであってよい。各電池は相互に独立して設置される。
具体的には、冷却分岐路、電池冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池が２つあることを例として、電池はそれぞれ第１の電池と第２の電池であり、冷却分岐路はそれぞれ第１の冷却分岐路と第２の冷却分岐路であり、電池冷却分岐路はそれぞれ第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路であり、車内冷却分岐回路はそれぞれ第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路である。
第１の電池と第２の電池のうちの少なくとも１つの温度が高過ぎる／低過ぎるときに、第１の電池と第２の電池のうちの少なくとも１つに温度調整を行う必要がある。要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、Ｐ１とＰ２に基づいて複数の電池冷却分岐路の開度を調整して、電池の冷却パワーを調整し、かつ複数の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＴｑとＴｓに基づいて各電池冷却分岐路の開度を制御し、例えば、ある領域のＴｑが高く、かつ他の領域のＴｑとの差が大きければ、該領域を冷却する車内冷却分岐路の開度を大きくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を小さくするように制御し、同時に、電池の冷却パワーが変化しないことを保証するために、別の車内冷却分岐路の開度を小さくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御する。これにより、該方法は各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。同時に、複数の電池冷却分岐路が相互に連通するため、各電池の温度に基づいて、電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整することにより、各電池間の温度のバランスを保証することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度をどのように調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池が複数で、独立して設置され、かつ車内冷却分岐路、電池冷却分岐路及び冷却分岐路が複数あるときに、上記車載電池の温度調整方法は、さらに以下を含んでよい。各電池の要求パワーＰ１に基づいて総要求パワーＰｚを生成する。複数のコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を生成する。総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいか否かを判断する。総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きければ、複数のコンプレッサーによる電池の対応する電池冷却分岐路への冷却力の開度を最大に調整する。総要求パワーＰｚが複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５以下あれば、総要求パワーＰｚと総最大冷却パワーＰ５の差に基づいて電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整する。
具体的には、各電池の要求パワーＰ１に基づいて温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、つまり、各電池の要求パワーＰ１を加算すれば、総要求パワーＰｚを得ることができ、同時に各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を計算し、つまり、各コンプレッサーの最大冷却パワーＰを加算すれば総最大冷却パワーＰ５を得ることができる。その後に、Ｐｚ＞Ｐ５であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは各第２の膨張弁の開度を最大に調整するように制御して、複数のコンプレッサーから電池の対応する電池冷却分岐路への冷却液の流量を最大に調整することにより、電池が目標時間ｔ内に降温を完了することができる。Ｐｚ≦Ｐ５であれば、ＰｚとＰ５との間の差に基づいて第２の膨張弁の開度を調整し、ＰｚとＰ５の差の絶対値が大きければ大きいほど、第２の膨張弁の開度が小さく、エネルギーを節約するという目的を達成する。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度調整方法は、さらに以下のステップを含んでよい。複数の電池の温度を検出する。複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する。複数の電池のうちのいずれか１つの電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは各電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうちのある電池の温度が４０℃より高ければ、このときに該電池の温度が高過ぎることを示し、高温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信する。その一方、ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに該電池の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、コントローラは対応する電池冷却分岐路をオフにするように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、電池に加熱パワーを供給する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。電池冷却分岐路の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池温度が第３の温度閾値より大きいか否かを判断し、電池温度が第３の温度閾値より大きければ、コントローラは複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくし、複数の電池冷却分岐路の開度は対応する弁（即ち、第２の膨張弁）によりそれぞれ制御され、第３の温度閾値が第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値が４５℃であってよい。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。いずれか１つの電池の温度が４５℃より大きければ、現在の電池の温度が高過ぎることを示し、第１の膨張弁３２の開度を小さくして、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させると共に、第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させる。これにより、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の冷却力の分配を調整することにより、電池の温度が高過ぎるときに目標時間内に電池の温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、冷却モードにあるときに、電池の温度調整方法は、さらに以下を含む。各電池の要求パワーＰ１が各電池の対応する実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きければ、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させる。ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーを低下させたり、コンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させるステップとをさらに含む。
具体的には、冷却モードで動作するときに、電池が複数あれば、各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサーのパワーを向上させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサーのパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、そのうちのある電池のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。すべての電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、コンプレッサーのパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度が第３の温度閾値より小さければ、上記車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しい否かをさらに判断し、車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しければ、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、各電池の温度が４５℃より小さければ、コントローラは車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達するか否かを判断する。達すれば、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させ、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させて、電池の降温をできるだけ速く完了する。車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達しなければ、車内の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは車内冷却分岐路の冷却液流量を増加させ、かつ電池冷却分岐路の冷却液流量を減少させる。
また、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態によれば、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくするステップは、具体的には、以下を含む。複数の領域温度の間の温度差を取得する。温度差が第４の温度閾値より大きいか否かを判断する。温度差が第４の温度閾値より大きければ、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を大きくし、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を小さくする。第４の温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、３℃であってよい。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を大きくすることをさらに含む。
具体的には、電池の冷却過程において、車内にエアコンを起動する必要があれば、車室内の環境温度を監視し制御することにより、車内の各箇所の環境温度がバランスをとれると共に、電池冷却の要求を満たす。図２８に示すように、吹き出し口１及び吹き出し口２における領域温度Ｔｑが吹き出し口３及び吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑより３℃以上高いと検出するときに、第１の車内冷却分岐路中の開度を大きくし、第１の電池冷却分岐路中の開度を小さくすることにより、第１の車内冷却分岐路中の冷却パワーが大きい。さらに、第２の車内冷却分岐路中の冷間開度を小さくし、第２の電池冷却分岐路の開度を大きくすることにより、第２の車内冷却分岐路中の冷却パワーが小さい。これにより、第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路の冷却パワーを変化させないと共に、車内の各箇所の吹き出し口における近傍領域温度をバランスさせることができる。車載エアコンが吹き出し口１、吹き出し口２における近傍領域温度Ｔｑと吹き出し口３、吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑとの差が３℃以内であると検出するときに、コントローラは第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路中の第１の膨張弁の開度が同じになるように制御して、第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路の冷却パワーが同じになることを保証する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、さらに以下を含む。ある電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２より大きければ、該電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するヒーターのパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させる。ある電池の要求パワーＰ１が電池の対応する実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを低下させるか又はヒーターのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、各電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。そのうちのある電池のＰ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の昇温を完了できないことを示すため、該電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたり、対応するポンプの回転速度を調整して向上させたりして、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させることにより、該電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーターのパワーの向上が多い。その一方、ある電池のＰ１がＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約したり、対応するポンプの回転速度を調整して低下させることにより、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させて、加熱パワーを低下させたり、ヒーターのパワーをそのまま保持したりしてよい。すべての電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が１０℃より低い電池が依然として存在すれば、ヒーターのパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さければ、電池の流路中のポンプの回転速度を低下させるステップと、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きければ、電池の流路中のポンプの回転速度を向上させるステップとをさらに含んでよい。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、ある電池のＰ１がＰ２より小さければ、対応するポンプの回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。ある電池のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター又はコンプレッサーのパワーを向上させるか又は該電池の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、該電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
図１９～２０に示す温度調整システムに比べて、図３１において車内冷却分岐路が追加される。以下、相違点のみを示し、その他について説明を省略する。
図３１に示すように、電池、車内冷却分岐路、電池冷却分岐路が複数あり、かつ複数の電池が独立して設置されるときに、温度調整システムが冷却モードに入るときに、コントローラは、各電池のＰ１、各電池の実際パワーＰ２及び単一コンプレッサーの最大冷却パワーＰをそれぞれ取得し、かつ各電池のＰ１を加算すれば温度調整システム全体の総要求パワーＰｚを計算することができ、各電池の実際パワーＰ２を加算すれば総実際パワーＰｆを得て、各コンプレッサーの最大冷却パワーを加算すればすべてのコンプレッサーの最大冷却パワーの和Ｐ５を計算することができる。第１の電池の要求パワーはＰ１１であり、第２の電池の要求パワーはＰ１２である。第１の電池の実際パワーはＰ２１であり、第２の電池の実際パワーはＰ２２である。Ｐ５１は第１のコンプレッサー１１の最大冷却パワーであり、Ｐ５２は第２のコンプレッサーの最大冷却パワーである。
Ｐｚ≦Ｐ５１であれば、１つのコンプレッサーを動作させて、冷却パワーを供給するように制御してもよく、２つのコンプレッサーを同時に動作させるように制御してもよい。Ｐ５１＜Ｐｚ≦Ｐ５であれば、２つのコンプレッサーを同時に動作させる必要があり、各コンプレッサーの初期冷却パワーをＰｚ／２にし、或いは、他のパワーを組み合わせる形式により、２つのコンプレッサーの冷却パワーの和をＰｚにする。Ｐｚ＞Ｐ５であれば、各コンプレッサーは最大冷却パワーＰで運転する。
車内冷却と電池冷却が同時にオンにされるときに、吹き出し口１、吹き出し口２の領域温度がＴ５１であり、吹き出し口３、吹き出し口４の領域温度がＴ５２であると仮定すれば、以下の判断を行う。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行う。
Ｐｚ＋Ｐ４≦Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサーの冷却パワーを向上させるように制御したり、第１のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｐｚ＋Ｐ４＞Ｐ５であれば、コントローラは第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２が最大冷却パワーで運転するように制御すると共に、第１のコンプレッサー１１の冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御したり、第２のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御したりすることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
Ｔ５１－Ｔ５２≧Ｔｃ、Ｔｃが３℃であれば、以下の処理を行ってよい。
コントローラは第１のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路をオフにするように制御し、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を大きくするように制御することにより、第１のコンプレッサーのすべての冷却パワーを車内冷却に用いる。第２のコンプレッサーの冷却回路中の電池冷却分岐路の膨張弁を大きくするように制御すると共に、車内冷却分岐路の膨張弁の開度を小さくするように制御して、電池への冷却パワーを向上させることにより、Ｔ５１温度を迅速に下げると共に、電池の冷却パワーの要求を満たして、車内環境温度のバランスを実現する。
本開示の実施形態の車載電池の温度調整方法によれば、まず、複数の電池の要求パワーと実際パワーをそれぞれ取得し、次に車両中の複数の領域の領域温度とエアコンの設定温度をそれぞれ取得し、要求パワー、実際パワー、複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該方法は各電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度と各電池間の温度をバランスさせることができる。
電池が１つあり、かつ冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池冷却分岐路が複数あるときに、車載電池の温度調整システムは、複数の冷却分岐路、複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び電池温度調整モジュール５を含む。
図３３に示すように、各冷却分岐路は、コンプレッサー１、コンプレッサー１と接続されたコンデンサ２を含む。複数の車内冷却分岐路はそれぞれ複数の冷却分岐路と接続される。電池温度調整モジュール５は、電池６及び電池冷却分岐路と接続されて、要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、かつ車両中の複数の領域の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、そして、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路のパワーを調整する。
電池は電池パック又は電池モジュールであってよい。
本開示の一実施形態によれば、電池温度調整モジュール５は、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、目標時間ｔ内に複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路のパワーを調整することにより、目標温度に達する。電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに、電池に温度調整を行う必要がある。電池温度調整モジュール５は電池６の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、Ｐ１とＰ２に基づいて複数の電池冷却分岐路の開度を調整して、電池の冷却パワーを調整し、かつ電池温度調整モジュール５は複数の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＴｑとＴｓに基づいて各電池冷却分岐路の開度を制御し、例えば、ある領域のＴｑが高く、かつ他の領域のＴｑとの差が大きければ、電池温度調整モジュール５は該領域を冷却する車内冷却分岐路の開度を大きくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を小さくするように制御し、同時に、電池の冷却パワーが変化しないことを保証するために、電池温度調整モジュール５は別の車内冷却分岐路の開度を小さくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御する。これにより、該システムは電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
電池温度調整モジュール５の冷却パワーが車載エアコンによって供給され、車内冷却システムと冷却力を共用することにより、温度調整システムの体積を減少させ、冷却液の流量の分配をより柔軟にすると理解すべきである。
本開示の一実施形態によれば、電池冷却分岐路は熱変換器４１を含んでよく、熱変換器４１は電池温度調整モジュール５と接続される。熱変換器４１は第１の配管と第２の配管を含んでよく、第２の配管は電池温度調整モジュール５と接続され、第１の配管はコンプレッサー１と連通し、第１の配管と第２の配管が相互に独立し隣接して設置される。電池温度調整モジュール５は、電池内に設置され、電池温度を調整する流路（具体的に図示せず）と、流路と熱変換器４１との間に接続されたポンプ５１と、媒体容器５２と、ヒーター５３と、コントローラ（具体的に図示せず）とを含んでよい。コントローラは、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と電池の実際パワーＰ２を取得し、かつ要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいて電池の温度を調整する。車内冷却分岐路は、エバポレーター３１、第１の膨張弁３２及び第１の電子弁３３を含んでよい。電池冷却分岐路４は、第２の膨張弁４２及び第２の電子弁４３をさらに含んでよい。
具体的には、熱変換器４１はプレート式熱交換器であってよく、プレート式熱交換器が車載エアコンの内部に取り付けられてよく、冷却剤回路全体を車載エアコンの内部にして、車載エアコンの出荷デバッグに役立ち、車載エアコンを個別に供給し組み立てることができ、同時に取付過程において車載エアコンに冷却剤を１回追加すればよい。冷却液は流路の入口から電池の内部に流入し、流路の出口から流出することにより、電池と冷却液との間の熱変換を実現する。
ポンプ５１は主に動力を供給し、媒体容器５２は主に冷却液を貯蔵し、かつ温度調整システムに添加される冷却液を収容し、温度調整システムにおける冷却液が減少するときに、媒体容器５２中の冷却液から自動的に補充することができる。ヒーター５３は、ＰＴＣヒーターであってよく、コントローラとＣＡＮ通信を行い、車載電池の温度調整システムに加熱パワーを供給し、コントローラによって制御される。かつヒーター５３は電池６と直接接触せず、高い安全性、信頼性及び実用性を持つ。
第１の温度センサ５５は流路入口における冷却液の温度を検出し、第２の温度センサ５６は流路出口における冷却液の温度を検出する。流速センサ５７は対応する配管内の冷却液の流速情報を検出する。第２の電子弁４３は対応する電池冷却分岐路の開閉を制御し、第２の膨張弁４２は対応する電池冷却分岐路中の冷却液の流量を制御することができる。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をどのように取得するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは電池の温度調整開始時の第１のパラメータをそれぞれ取得し、第１のパラメータに基づいて電池の第１の要求パワーを生成し、そして、電池の温度調整中の第２のパラメータをそれぞれ取得し、第２のパラメータに基づいて電池の第２の要求パワーを生成すると共に、電池の第１の要求パワーと電池の第２の要求パワーに基づいて電池の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、コントローラは、初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得し、かつ第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成する。
コントローラは下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池６の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
第２のパラメータは所定の時間内の電池の平均電流Ｉであり、コントローラは下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池６の内部抵抗である。
電池６を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池６を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、それぞれ第１の温度センサ５５によって検出された入口温度と第２の温度センサ５６によって検出された出口温度に基づいて電池の第２の温度差ΔＴ２を生成し、かつ電池の第２の温度差ΔＴ２、及び流速センサ５７によって検出された流速ｖに基づいて電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度である。
具体的には、図３３に示すように、車両がパワーアップされると、コントローラは電池６に温度調整を行う必要があるか否かを判断し、電池６に温度調整を行う必要があると判断すれば、温度調整機能をオンにし、かつ低い回転速度情報をポンプ５１に送信し、ポンプが初期設定回転速度（例えば、低い回転速度）で動作を開始させる。コントローラは電池６の初期温度（即ち、現在の温度）、目標温度、及び初期温度から目標温度になるまでの目標時間ｔを取得し、目標温度と目標時間ｔが実際の状況に応じて予め設定されてよく、そして、式（１）に基づいて電池６の第１の要求パワーを計算する。同時に、コントローラは、所定の時間内の電池６の平均電流Ｉを取得し、式（２）に基づいて電池６の第２の要求パワーを計算する。その後に、コントローラは、それぞれ電池の第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて要求パワーＰ１を計算する。そして、コントローラは、第１の温度センサ５５と第２の温度センサ５６の検出温度情報を取得すると共に、流速センサによって検出された流速情報をそれぞれ取得し、式（３）に基づいて電池の実際パワーＰ２を計算する。
以下、具体的な実施形態を組み合わせて、どのように要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路（３０及び３０）、複数の電池冷却分岐路（４０１及び４０２）及び複数の冷却分岐路（１１及び１２）の開度を調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、複数のコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を生成し、要求パワーＰ１が複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいか否かを判断し、要求パワーＰ１が複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいときに、コントローラは、複数の電池冷却分岐路の冷却力の開度を最大に調整し、要求パワーＰ１が複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５以下であるときに、コントローラは、要求パワーＰ１と総最大冷却パワーＰ５の差に基づいて電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整する。
具体的には、図３３に示すように、コントローラは、各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を計算することができ、つまり、各コンプレッサーの最大冷却パワーＰを加算すれば、総最大冷却パワーＰ５を得ることができる。その後に、コントローラはＰｚ＞Ｐ５であるか否かを判断し、そうであれば、コントローラは各第２の膨張弁４２の開度を最大に調整して、複数のコンプレッサー１から電池の対応する電池冷却分岐路への冷却液の流量を最大に調整することにより、電池６が目標時間ｔ内に降温を完了することができる。Ｐ１≦Ｐ５であれば、コントローラはＰ１とＰ５との間の差に基づいて第２の膨張弁４２の開度を調整し、Ｐ１とＰ５の差の絶対値が大きければ大きいほど、第２の膨張弁４２の開度が小さく、エネルギーを節約するという目的を達成する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、電池の温度を検出し、かつ電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、コントローラは電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。そのうち、電池の温度が４０℃より高ければ、このときに電池６の温度が高過ぎることを示し、高温が電池６の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池６に降温処理を行う必要があり、コントローラは、温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信し、そして、第２の電子弁４３を開弁するように制御することにより、冷却液と電池は熱変換を行って該電池の温度を下げる。
ある電池の温度が０℃より低ければ、このときに電池６の温度が低過ぎることを示し、低温が該電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、該電池６に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、第２の電子弁４３を閉弁するように制御し、かつヒーター５３を起動させるように制御することにより、温度調整システムに加熱パワーを供給する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、コントローラは、さらに、電池冷却分岐路の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池温度が第３の温度閾値より大きいか否かを判断し、電池温度が第３の温度閾値より大きければ、コントローラは複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくし、電池冷却分岐路の開度は対応する弁（即ち、第２の膨張弁４２）によりそれぞれ制御され、第３の温度閾値が第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値が４５℃であってよい。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、コントローラは電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。電池の温度が４５℃より大きければ、現在の電池６の温度が高過ぎることを示し、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を小さくして、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させると共に、第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させる。これにより、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の冷却力の分配を調整することにより、電池の温度が高過ぎるときに目標時間内に電池の温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、冷却モードにあるときに、コントローラは、さらに、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいときに、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサー１のパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させ、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であるときに、コンプレッサーのパワーを低下させるか又はコンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、冷却モードで動作するときに、コントローラは電池６のＰ１とＰ２を取得し、かつ判断する。Ｐ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に電池６の降温を完了できないことを示すため、コントローラは電池６のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサー１のパワーを向上させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサーのパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に該電池の温度を目標温度に下げる。その一方、電池６のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁４３を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池の温度が依然として３５℃より高ければ、コントローラはコンプレッサーのパワーを適切に向上させて、電池６が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、電池の温度が第３の温度閾値より小さく、かつ車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しいときに、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、電池の温度が４５℃より小さければ、コントローラは車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達するか否かを判断する。達すれば、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を小さくし、かつ第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させ、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させて、電池の降温をできるだけ速く完了する。その一方、車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達しなければ、車内の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは第１の膨張弁３２の開度を大きくし、かつ第２の膨張弁４２の開度を小さくする。
また、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、コントローラは電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態では、複数の冷却分岐路は、それぞれ複数の吹き出し口に対応し、複数の領域温度は複数の吹き出し口の温度である。
例として、図２８に示すように、車室内に４つの吹き出し口が設置されてよく、それぞれが吹き出し口１～４である。吹き出し口の温度Ｔｃを検出することにより対応する領域温度Ｔｑを検出する。吹き出し口１と吹き出し口２は、第１の冷却分岐路１１によって冷却パワーが供給され、吹き出し口３と吹き出し口４は、第２の冷却分岐路１２によって冷却パワーが供給されると仮定する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、複数の領域温度間の温度差を取得し、かつ温度差が第４の温度閾値より大きいときに、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を大きくし、かつ温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を小さくする。第４の温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、３℃であってよい。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、さらに、温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、電池の冷却過程において、車内にエアコンを起動する必要があれば、車室内の環境温度を監視し制御することにより、車内の各箇所の環境温度がバランスをとれると共に、電池冷却の要求を満たす。図２８に示すように、吹き出し口１及び吹き出し口２における領域温度Ｔｑが吹き出し口３及び吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑより３℃以上高いと検出するときに、第１の車内冷却分岐路３０１中の第１の膨張弁３２の開度を大きくするように制御すると共に、第１の電池冷却分岐路４０１中の第２の膨張弁４２の開度を小さくするように制御して、第１の車内冷却分岐路３０１中の冷却パワーを向上させる。コントローラは、さらに第２の車内冷却分岐路３０２中の第１の膨張弁３２の開度を小さくし、第２の電池冷却分岐路４０２中の第２の膨張弁４２の開度を大きくするように制御して、第２の車内冷却分岐路３０２中の冷却パワーを低下させる。これにより、第１の電池冷却分岐路４０１と第２の電池冷却分岐路４０２の冷却パワーを変化させないと共に、車内の各箇所の吹き出し口における近傍領域温度をバランスさせる。車載エアコンが吹き出し口１、吹き出し口２における近傍領域温度Ｔｑと吹き出し口３、吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑとの差が３℃以内であると検出するときに、コントローラは、第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２中の第１の膨張弁３２の開度が同じになるように制御して、第１の車内冷却分岐路３０１と第２の車内冷却分岐路３０２の冷却パワーが同じになることを保証する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きいときに、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させ、そして、電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であるときに、ヒーター５３のパワーを低下させるか又はヒーター５３のパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、コントローラは電池６のＰ１とＰ２を取得し、かつ判断する。Ｐ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に電池６の昇温を完了できないことを示すため、コントローラは電池６のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池６を加熱するヒーター５３のパワーを向上させたり、ポンプ５１の回転速度を調整して向上させたりして、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させることにより、該電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーター５３のパワーの向上が多い。その一方、電池６のＰ１がＰ２以下であれば、コントローラは、ヒーター５３のパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約したり、ポンプ５１の回転速度を調整して低下させることにより、該電池６の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させて、加熱パワーを低下させたり、ヒーター５３のパワーをそのまま保持したりしてよい。電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池６の加熱は完了し、コントローラはＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーター５３が動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池６の温度が依然として１０℃より低ければ、コントローラはヒーター５３のパワーを適切に向上させて、電池６が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、コントローラは、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より小さいときに、ポンプ５１の回転速度を低下させ、そして、ある電池の要求パワーＰ１が対応する実際パワーＰ２より大きいときに、ポンプ５１の回転速度を向上させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、電池６のＰ１がＰ２より小さければ、コントローラはポンプ５１の回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。電池６のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター５３又はコンプレッサー１のパワーを向上させるか又は電池６の所在する回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプ５１の回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、電池６の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
図３３に示すシステムの電池温度調整モジュール５の調整方法は図２５～２６の方法と類似するが、図３３において単一電池パックであり、図２５～２６において２つの電池パックが直列接続されるという点で相違し、本開示の実施形態の図３３に示すシステムの温度調整過程について、詳細に開示されていないが、具体的には上記実施形態を参照すればよく、冗長な説明を避けるために、ここで説明を省略する。
本開示の実施形態の車載電池の温度調整システムによれば、電池温度調整モジュールにより要求パワーと実際パワーを取得し、かつ車両中の複数の領域の領域温度とエアコンの設定温度を取得し、そして、要求パワー、実際パワー、複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該システムは電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
図３６は、本開示の実施形態１１に係る車載電池の温度調整方法のフローチャートである。図３３に示すように、車載電池の温度調整システムは複数の冷却分岐路、複数の冷却分岐路に対応する複数の電池冷却分岐路、複数の車内冷却分岐路、電池、及び上記電池と複数の電池冷却分岐路との間に接続された電池温度調整モジュールを含み、各電池冷却分岐路は熱変換器を含み、図３６に示すように、該温度調整方法は、以下のステップＳ１””～Ｓ３””を含む。
Ｓ１””では、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２をそれぞれ取得する。
本開示の実施形態によれば、電池に温度調整を行う要求パワーを取得するステップは、具体的には、以下を含む。電池の温度調整開始時の第１のパラメータを取得し、かつ第１のパラメータに基づいて電池の第１の要求パワーを生成する。電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ第２のパラメータに基づいて電池の第２の要求パワーを生成する。第１の要求パワーと第２の要求パワーに基づいて電池冷却分岐路の要求パワーＰ１を生成する。
本開示の一実施形態によれば、第１のパラメータは電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び初期温度から上記目標温度になるまでの目標時間ｔを含み、第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成するステップは、具体的には、以下を含む。初期温度と目標温度との間の第１の温度差ΔＴ１を取得するステップと、第１の温度差ΔＴ１と目標時間ｔに基づいて第１の要求パワーを生成するステップとを含む。
本開示の一実施形態によれば、下式（１）に基づいて第１の要求パワーを生成し、
ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ （１）
ΔＴ１が初期温度と目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが目標時間であり、Ｃが電池の比熱であり、Ｍが電池の質量である。
本開示の一実施形態によれば、第２のパラメータは所定の時間内の電池の平均電流Ｉであり、下式（２）に基づいて第２の要求パワーを生成し、
Ｉ２＊Ｒ （２）
Ｉが平均電流であり、Ｒが電池の内部抵抗である。
電池を冷却するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ＋Ｉ２＊Ｒ、電池を加熱するときに、Ｐ１＝ΔＴ１ ＊Ｃ＊Ｍ／ｔ－Ｉ２＊Ｒ。
本開示の実施形態によれば、電池に温度調整を行う実際パワーＰ２を取得するステップは、具体的には、以下を含む。電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が流路に流入する流速ｖを取得する。電池の流路の入口温度と出口温度に基づいて電池の第２の温度差ΔＴ２を生成する。電池の第２の温度差ΔＴ２及び流速ｖに基づいて電池の実際パワーＰ２を生成する。
本開示の一実施形態によれば、下式（３）に基づいて実際パワーＰ２を生成し、
ΔＴ２ ＊ｃ＊ｍ （３）
ΔＴ２が第２の温度差であり、ｃが流路中の冷却液の比熱であり、ｍが単位時間当たりに流路の断面積を流れる冷却液の質量であり、ｍ＝ｖ＊ρ＊ｓであり、ｖが冷却液の流速であり、ρが冷却液の密度であり、ｓが流路の断面積である。
Ｓ２””では、車両中の複数の領域の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓをそれぞれ取得する。
Ｓ３””では、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。
本開示の一実施形態によれば、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の上記領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて、目標時間ｔ内に複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整することにより、目標温度に達する。
電池は電池パック又は電池モジュールであってよい。
具体的には、冷却分岐路、電池冷却分岐路、車内冷却分岐路及び電池が２つあることを例として、冷却分岐路はそれぞれ第１の冷却分岐路と第２の冷却分岐路であり、電池冷却分岐路はそれぞれ第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路であり、車内冷却分岐回路はそれぞれ第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路である。
電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに、電池に温度調整を行う必要がある。電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２を取得し、Ｐ１とＰ２に基づいて複数の電池冷却分岐路の開度を調整して、電池の冷却パワーを調整し、かつ複数の領域温度Ｔｑとエアコンの設定温度Ｔｓを取得し、かつＴｑとＴｓに基づいて各電池冷却分岐路の開度を制御し、例えば、ある領域のＴｑが高く、かつ他の領域のＴｑとの差が大きければ、該領域を冷却する車内冷却分岐路の開度を大きくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を小さくするように制御し、同時に、電池の冷却パワーが変化しないことを保証するために、別の車内冷却分岐路の開度を小さくするように制御すると共に、対応する電池冷却分岐路の開度を大きくするように制御する。これにより、該方法は電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
図３３に基づいて、以下、具体的な実施形態を組み合わせて、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度をどのように調整するかを説明する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池が１つあり、かつ車内冷却分岐路、電池冷却分岐路及び冷却分岐路が複数あるときに、上記車載電池の温度調整方法は、さらに以下を含んでよい。複数のコンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を生成する。要求パワーＰ１が複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きいか否かを判断する。要求パワーＰ１が複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５より大きければ、複数のコンプレッサーによる電池冷却分岐路への冷却力の開度を最大に調整する。要求パワーＰ１が複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５以下であれば、要求パワーＰ１と総最大冷却パワーＰ５の差に基づいて電池の対応する電池冷却分岐路の冷却力の開度を調整する。
具体的には、各コンプレッサーの最大冷却パワーＰに基づいて複数のコンプレッサーの総最大冷却パワーＰ５を計算することができ、つまり、各コンプレッサーの最大冷却パワーＰを加算すれば、総最大冷却パワーＰ５を得ることができる。その後に、Ｐ１＞Ｐ５であるか否かを判断し、そうであれば、各電池冷却分岐路中の第２の膨張弁の開度を最大に調整して、複数のコンプレッサーから電池の対応する電池冷却分岐路への冷却液の流量を最大に調整することにより、電池が目標時間ｔ内に降温を完了することができる。Ｐ１≦Ｐ５であれば、Ｐ１とＰ５との間の差に基づいて電池冷却分岐路中の第２の膨張弁の開度を調整し、Ｐ１とＰ５の差の絶対値が大きければ大きいほど、第２の膨張弁の開度が小さく、エネルギーを節約するという目的を達成する。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度調整方法は、さらに以下のステップを含んでよい。電池の温度を検出する。電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御する。電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御する。第１の温度閾値と第２の温度閾値は実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、第１の温度閾値が４０℃であってよく、第２の温度閾値が０℃であってよい。
具体的には、車両がパワーアップされると、電池の温度をリアルタムに検出し、かつ判断する。電池の温度が４０℃より高ければ、このときに電池の温度が高過ぎることを示し、高温が電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、電池に降温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、かつ電池冷却機能をオンにするという情報をエアコンシステムに送信する。その一方、電池の温度が０℃より低ければ、このときに電池の温度が低過ぎることを示し、低温が電池の性能に影響を及ぼすことを回避するために、電池に昇温処理を行う必要があり、コントローラは温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、電池冷却分岐路をオフにするように制御し、かつヒーターを起動させるように制御して、電池に加熱パワーを供給する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが冷却モードにあるときに、要求パワーＰ１、実際パワーＰ２、複数の領域温度Ｔｑ及びエアコンの設定温度Ｔｓに基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整するステップは、具体的には、以下を含む。電池冷却分岐路の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池温度が第３の温度閾値より大きいか否かを判断し、電池温度が第３の温度閾値より大きければ、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくし、複数の電池冷却分岐路の開度は対応する弁（即ち、第２の膨張弁）によりそれぞれ制御され、第３の温度閾値が第１の温度閾値より大きく、例えば、第３の温度閾値が４５℃であってよい。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、電池の温度が４５℃より大きいか否かを判断する。電池の温度が４５℃より大きければ、現在の電池の温度が高過ぎることを示し、第１の膨張弁の開度を小さくして、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させると共に、第２の膨張弁４２の開度を大きくして、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させる。これにより、車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の冷却力の分配を調整することにより、電池の温度が高過ぎるときに目標時間内に電池の温度調整を完了することができる。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度調整方法は、さらに、以下を含む。電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２より大きければ、電池に温度調整を行う要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するコンプレッサーのパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の冷却パワーを向上させる。電池の要求パワーＰ１が電池の実際パワーＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーを低下させたり、コンプレッサーのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の冷却パワーを低下させる。
具体的には、冷却モードで動作するときに、電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。Ｐ１がＰ２より大きければ、現在の冷却パワー又は冷却液の流量で目標時間内に該電池の降温を完了できないことを示すため、電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいてコンプレッサーのパワーを向上させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させたりすることにより、該電池の冷却パワーを向上させ、Ｐ１とＰ２のパワー差が大きければ大きいほど、コンプレッサーのパワーを多く向上させ該電池の冷却液の流量を多く増加させることにより、所定の時間ｔ内に電池の温度を目標温度に下げる。その一方、電池のＰ１がＰ２以下であれば、コンプレッサーのパワーをそのまま保持するか又はコンプレッサーのパワーを適切に低下させたり、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させたりして、電池の冷却パワーを低下させる。電池の温度が３５℃より低いときに、電池の冷却は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつ第２の電子弁を閉弁するように制御する。温度調整システムが冷却モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、温度が３５℃より高い電池が依然として存在すれば、コンプレッサーのパワーを適切に向上させて、該電池が降温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、電池の温度が第３の温度閾値より小さければ、上記車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しい否かをさらに判断し、車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに等しければ、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ複数の電池冷却分岐路の開度を大きくする。
具体的には、温度調整システムが冷却モードにあるときに、電池の温度が４５℃より小さければ、コントローラは車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達するか否かを判断する。達すれば、電池冷却分岐路の冷却液の流量を増加させ、車内冷却分岐路の冷却液の流量を減少させて、電池の降温をできるだけ速く完了する。車内温度がエアコンの設定温度Ｔｓに達しなければ、車内の冷却要求を優先的に満たし、コントローラは車内冷却分岐路の冷却液流量を増加させ、かつ電池冷却分岐路の冷却液流量を減少させる。
また、電池の温度に階層化処理を行い、温度制御の閾値がそれぞれ４０℃、４５℃及び３５℃である。電池の温度が４０℃より高いときに、電池の冷却機能がオンにされ、電池の温度が３５℃に低下するときに、電池の冷却が完了する。電池の温度が４５℃に達するときに、電池冷却の要求を優先的に満たす。また、要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいときに、電池の温度が４５℃を超えなければ、依然として車内冷却の要求を優先し、車内の冷却パワーが十分であり、かつバランスを取れば、電池冷却分岐路の開度を大きくして、電池の冷却パワーを向上させる。要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、車内冷却の要求を優先的に満たしてよい。
本開示の一実施形態によれば、複数の車内冷却分岐路の開度を小さくするステップは、具体的には、以下を含む。複数の領域温度の間の温度差を取得する。温度差が第４の温度閾値より大きいか否かを判断する。温度差が第４の温度閾値より大きければ、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を大きくし、温度が高い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を小さくする。第４の温度閾値が実際の状況に応じて予め設定されてよく、例えば、３℃であってよい。
本開示の一実施形態では、複数の冷却分岐路は、それぞれ複数の吹き出し口に対応し、複数の領域温度は複数の吹き出し口の温度である。
例として、図２８に示すように、車室内に４つの吹き出し口が設置されてよく、それぞれが吹き出し口１～４である。吹き出し口の温度Ｔｃを検出することにより対応する領域温度Ｔｑを検出する。吹き出し口１と吹き出し口２は、第１の冷却分岐路１１によって冷却パワーが供給され、吹き出し口３と吹き出し口４は、第２の冷却分岐路１２によって冷却パワーが供給されると仮定する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ温度が低い吹き出し口の所在する冷却分岐路に対応する電池冷却分岐路の開度を大きくすることをさらに含む。
具体的には、電池の冷却過程において、車内にエアコンを起動する必要があれば、車室内の環境温度を監視し制御することにより、車内の各箇所の環境温度がバランスをとれると共に、電池冷却の要求を満たす。図２８に示すように、吹き出し口１及び吹き出し口２における領域温度Ｔｑが吹き出し口３及び吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑより３℃以上高いと検出するときに、第１の車内冷却分岐路中の開度を大きくし、第１の電池冷却分岐路中の開度を小さくすることにより、第１の車内冷却分岐路中の冷却パワーが大きい。さらに、第２の車内冷却分岐路中の冷間開度を小さくし、第２の電池冷却分岐路の開度を大きくすることにより、第２の車内冷却分岐路中の冷却パワーが小さい。これにより、第１の電池冷却分岐路と第２の電池冷却分岐路の冷却パワーを変化させないと共に、車内の各箇所の吹き出し口における近傍領域温度をバランスさせることができる。車載エアコンが吹き出し口１、吹き出し口２における近傍領域温度Ｔｑと吹き出し口３、吹き出し口４における近傍領域温度Ｔｑとの差が３℃以内であると検出するときに、第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路中の第１の膨張弁の開度が同じになるように制御して、第１の車内冷却分岐路と第２の車内冷却分岐路の冷却パワーが同じになることを保証する。
本開示の一実施形態によれば、温度調整システムが加熱モードにあるときに、さらに以下を含む。電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きいか否かを判断する。電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、電池の要求パワーＰ１と実際パワーＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を冷却するヒーターのパワーを向上させたり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して増加させたりすることにより、電池の加熱パワーを向上させる。電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを低下させるか又はヒーターのパワーをそのまま保持したり、電池の循環分岐回路の冷却液の流量を調整して減少させたりすることにより、電池の加熱パワーを低下させる。
具体的には、温度調整システムが加熱モードにあるときに、電池のＰ１とＰ２をそれぞれ取得し、かつ判断する。Ｐ１がＰ２より大きければ、現在の加熱パワー又は冷却液の流量で目標時間内に電池の昇温を完了できないことを示すため、電池のＰ１とＰ２との間のパワー差を取得し、かつパワー差に基づいて電池を加熱するヒーターのパワーを向上させたり、対応するポンプの回転速度を調整して向上させたりして、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させることにより、電池が目標時間ｔ内に温度調整を完了する。Ｐ１とＰ２の差が大きければ大きいほど、ヒーターのパワーの向上が多い。その一方、電池のＰ１がＰ２以下であれば、ヒーターのパワーを適切に低下させて電気エネルギーを節約したり、対応するポンプの回転速度を調整して低下させることにより、該電池の循環分岐回路の冷却液の流量を減少させて、加熱パワーを低下させたり、ヒーターのパワーをそのまま保持したりしてよい。電池の温度が所定温度、例えば１０℃より高いときに、電池の加熱は完了し、ＣＡＮ通信により温度調整機能をオフにするという情報を車載エアコンに送信し、かつヒーターが動作を停止させるように制御する。温度調整システムが加熱モードに入って長い時間、例えば１時間が経過した後、電池の温度が依然として１０℃より低ければ、ヒーターのパワーを適切に向上させて、該電池が昇温をできるだけ速く完了する。
本開示の一実施形態によれば、車載電池の温度調整方法は、電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より小さければ、電池の流路中のポンプの回転速度を低下させるステップと、電池の要求パワーＰ１が実際パワーＰ２より大きければ、電池の流路中のポンプの回転速度を向上させるステップとをさらに含んでよい。
具体的には、温度調整システムが加熱モード又は冷却モードに入るときに、電池のＰ１がＰ２より小さければ、対応するポンプの回転速度を低下させるように制御して、電気エネルギーを節約する。電池のＰ１がＰ２より大きければ、コントローラは対応するヒーター又はコンプレッサーのパワーを向上させるか又は電池の循環分岐回路の冷却液の流量を増加させるように制御することに加え、また、ポンプの回転速度を向上させるように制御して、単位時間当たりに冷却流路の断面積を流れる冷却液の質量を増加させることにより、電池の実際パワーＰ２を向上させて、目標時間ｔ内に温度調整を実現することができる。
以上より、本開示の実施形態の車載電池の温度調整方法によれば、まず、電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーをそれぞれ取得し、次に車両中の複数の領域の領域温度とエアコンの設定温度をそれぞれ取得し、要求パワー、実際パワー、複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて複数の車内冷却分岐路、複数の電池冷却分岐路及び複数の冷却分岐路の開度を調整する。これにより、該方法は電池の実際の状態、車室内の複数の領域温度及びエアコンの設定温度に基づいて、電池と車室内の各領域の冷却力を分配し、電池の温度が高過ぎるか又は低過ぎるときに温度を調整して、電池の温度を所定の範囲に維持するだけでなく、車室内の各領域の温度をバランスさせることができる。
電池に冷却剤を供給するコンプレッサー１は複数で、かつ相互に独立してよく、車内冷却分岐路３と電池冷却分岐路４はいずれも１つであってよい。
例として、図３７に示すように、コンプレッサーが２つあることを例とし、第１のコンプレッサー１１と第２のコンプレッサー１２を含む。コントローラは要求パワーＰ１と実際パワーＰ２に基づいてコンプレッサーの起動数量を制御することができる。
具体的には、電池６を冷却するときに、Ｐ１がＰ２より大きければ、１つのコンプレッサーを起動させるように制御すればよく、Ｐ１がＰ２より小さければ、２つのコンプレッサーをいずれも起動させるように制御する。
なお、本開示の説明において、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」などで示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本開示を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は部品が特定の方位を有するとともに、特定の方位で構成されて動作しなければならないことを示すか又は示唆するものではないため、本開示を限定するものであると理解すべきではない。
さらに、用語「第１の」、「第２の」は、説明目的のためのみに用いられ、相対的な重要性を指示するか又は暗示し、或いは指示された技術的特徴の数量を暗示すると理解すべきではない。これにより、「第１の」、「第２の」で限定された特徴は、少なくとも１つの該特徴を明示的又は暗示的に含むことができる。本開示の説明において、「複数」とは、別に明らかかつ具体的な限定がない限り、少なくとも２つ、例えば２つ、３つなどを意味する。
本開示において、明確な規定及び限定がない限り、用語「装着」、「連接」、「接続」、「固定」などは、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続、一体的な接続であってもよく、機械的な接続、電気的な接続であってもよく、直接的な接続、中間媒体を介した接続であってもよく、明確な限定がない限り、２つの素子の間の連通、または２つの素子の相互作用の関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本開示における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
本開示において、明確な規定及び限定がない限り、第１の特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１の特徴と第２の特徴とが直接的に接触することを含んでもよいし、第１の特徴と第２の特徴とが中間媒体を介して間接的に接触することを含んでもよい。また、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真上及び斜め上にあることを含んでもよいし、単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴より高いことだけを表すことを含んでもよい。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真下及び斜め下にあることを含んでもよいし、又は単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴より低いことだけを表すことを含んでもよい。
本明細書の説明において、参照用語「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「実施例」、「具体的な実施例」、又は「いくつかの実施例」などの説明の意味は、該実施形態又は実施例と組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本開示の少なくとも１つの実施形態又は実施例に含まれることである。本明細書において、上記用語の概略表現は、必ずしも同じ実施形態又は実施例を意味しない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施形態又は実施例において適切な形態で組み合わせることができる。また、互いに矛盾しない場合、当業者であれば、本明細書で説明された異なる実施形態又は実施例、及び異なる実施形態又実施は例の特徴を結合し、かつ組み合わせることができる。
以上、本開示の実施形態が示され、説明されるが、上記実施形態は、例示的なものであり、本開示を限定するものと見なすと理解すべきではなく、当業者であれば、本開示の範囲で上記実施形態に対して変更、修正、交換及び変形を行うことができる。

Claims (14)

  1. 電池の温度を検出するステップと、
    前記電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに、冷却モードに入るステップと、
    前記電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに、加熱モードに入るステップと、
    前記電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーを取得するステップと、
    車両の車内温度とエアコンの設定温度を取得するステップと、
    前記要求パワー、前記実際パワー、前記車内温度及び前記エアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路の開度と電池冷却分岐路の開度を調整することにより、前記電池が目標時間内に目標温度に達するステップとを含み、
    前記要求パワー、前記実際パワー、前記車内温度及び前記エアコンの設定温度に基づいて車内冷却分岐路と電池冷却分岐路の開度を調整する前記ステップは、
    冷却モードにあるときに、前記要求パワーが前記実際パワーより大きいときに、前記電池の温度が、前記第１の温度閾値より大きな第３の温度閾値より大きいか否かを判断するステップと、
    前記電池の温度が前記第３の温度閾値より大きいか否かを判断するステップにおいて、前記電池の温度が前記第３の温度閾値より大きいと判断した場合、前記車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ前記電池冷却分岐路の開度を大きくするステップと、
    前記電池の温度が前記第３の温度閾値より大きいか否かを判断するステップにおいて、前記電池の温度が前記第３の温度閾値より小さいと判断した場合、前記車内温度が前記エアコンの所定温度より大きいか否かをさらに判断するステップと、
    前記車内温度が前記エアコンの所定温度より大きいか否かをさらに判断するステップにおいて、前記車内温度が前記エアコンの設定温度より大きいと判断した場合、前記車内冷却分岐路の開度を大きくし、かつ、前記電池冷却分岐路の開度を小さくするステップとを含む、
    車両の温度調整方法。
  2. 電池に温度調整を行う要求パワーを取得する前記ステップは、
    前記電池の温度調整開始時の第１のパラメータを取得し、かつ前記第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成するステップと、
    前記電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、かつ前記第２のパラメータに基づいて第２の要求パワーを生成するステップと、
    前記第１の要求パワーと前記第２の要求パワーに基づいて前記要求パワーを生成するステップとを含む、
    請求項１に記載の車両の温度調整方法。
  3. 前記第１のパラメータは、前記電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び前記初期温度から前記目標温度になるまでの目標時間を含み、前記第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成する前記ステップは、具体的には、
    前記初期温度と前記目標温度との間の第１の温度差を取得するステップと、
    前記第１の温度差と前記目標時間に基づいて第１の要求パワーを生成するステップとを含む、
    請求項２に記載の車両の温度調整方法。
  4. 下式に基づいて前記第１の要求パワーを生成し、
    ΔＴ１＊Ｃ＊Ｍ／ｔ、
    ΔＴ１が前記初期温度と前記目標温度との間の第１の温度差であり、ｔが前記目標時間であり、Ｃが前記電池の比熱であり、Ｍが前記電池の質量であり、
    前記第２のパラメータは所定の時間内の前記電池の平均電流であり、下式に基づいて前記第２の要求パワーを生成し、
    Ｉ２＊Ｒ、
    Ｉが前記平均電流であり、Ｒが前記電池の内部抵抗である、
    請求項３に記載の車両の温度調整方法。
  5. 電池に温度調整を行う実際パワーを取得する前記ステップは、具体的には、
    前記電池の温度を調整する流路の入口温度と出口温度を取得すると共に、冷却液が前記流路に流入する流速を取得するステップと、
    前記入口温度と出口温度に基づいて第２の温度差を生成するステップと、
    前記第２の温度差と前記流速に基づいて前記実際パワーを生成するステップとを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両の温度調整方法。
  6. 前記要求パワーと前記実際パワーに基づいて前記電池の温度を調整する前記ステップは、具体的には、
    加熱モードにあるときに、前記要求パワーが前記実際パワーより大きいか否かを判断するステップと、
    前記要求パワーが前記実際パワーより大きければ、前記要求パワーと前記実際パワーとの間の温度差を取得し、かつ前記温度差に基づいて前記電池を加熱するヒーターのパワーを増加させるステップと、
    前記要求パワーが前記実際パワー以下であれば、前記ヒーターのパワーをそのまま保持するステップと、
    前記要求パワーが前記実際パワーより小さければ、水ポンプの回転速度を低下させるステップと、
    前記要求パワーが前記実際パワーより大きければ、前記水ポンプの回転速度を増加させるステップとを含む、
    請求項１に記載の車両の温度調整方法。
  7. コンプレッサーと、
    前記コンプレッサーと接続されたコンデンサと、
    前記コンプレッサーと前記コンデンサとの間に接続された車内冷却分岐路と、
    前記コンプレッサーと前記コンデンサとの間に接続された電池冷却分岐路と、
    前記電池冷却分岐路と接続されて、電池に温度調整を行う要求パワーと実際パワーを取得し、かつ車両の車内温度及びエアコンの設定温度を取得し、前記要求パワー、前記実際パワー、前記車内温度及び前記エアコンの設定温度に基づいて前記車内冷却分岐路の開度と前記電池冷却分岐路の開度を調整することにより、前記電池が目標時間内に目標温度に達する電池温度調整モジュールとを含み、
    前記電池温度調整モジュールは、前記電池の温度を検出し、かつ前記電池の温度が第１の温度閾値より大きいときに温度調整システムが冷却モードに入るように制御し、前記電池の温度が第２の温度閾値より小さいときに温度調整システムが加熱モードに入るように制御し、
    前記電池温度調整モジュールは、冷却モードにあるときに、前記要求パワーが前記実際パワーより大きいときに、前記電池の温度が、前記第１の温度閾値より大きな第３の温度閾値より大きいか否かを判断し、
    前記電池の温度が前記第３の温度閾値より大きいと判断した場合、前記車内冷却分岐路の開度を小さくし、かつ前記電池冷却分岐路の開度を大きくする制御を行い、
    前記電池の温度が前記第３の温度閾値より小さいと判断した場合、前記車内温度が前記エアコンの所定温度より大きいか否かをさらに判断し、
    前記車内温度が前記エアコンの設定温度より大きいと判断した場合、前記車内冷却分岐路の開度を大きくし、かつ、前記電池冷却分岐路の開度を小さくする制御を行う、
    車両の温度調整システム。
  8. 前記電池冷却分岐路は熱変換器を含み、前記熱変換器は前記電池温度調整モジュールと接続される、
    請求項７に記載の車両の温度調整システム。
  9. 前記電池温度調整モジュールは、
    前記電池の温度を調整し、前記電池内に設置された流路と、
    前記流路と前記熱変換器との間に接続された水ポンプと、媒体容器と、ヒーターと、コントローラとを含み、前記コントローラは、電池に温度調整を行う要求パワーと前記電池の実際パワーを取得し、かつ前記要求パワーと前記実際パワーに基づいて前記電池の温度を調整する、
    請求項８に記載の車両の温度調整システム。
  10. 前記電池温度調整モジュールは、前記流路の入口に設置された第１の温度センサと、前記流路の出口に設置された第２の温度センサと、流速センサとをさらに含む、
    請求項９に記載の車両の温度調整システム。
  11. 前記コントローラは、前記電池の温度調整開始時の第１のパラメータを取得し、前記第１のパラメータに基づいて第１の要求パワーを生成し、そして、前記電池の温度調整中の第２のパラメータを取得し、前記第２のパラメータに基づいて第２の要求パワーを生成すると共に、前記第１の要求パワーと前記第２の要求パワーに基づいて前記要求パワーを生成する、
    請求項９又は１０に記載の車両の温度調整システム。
  12. 前記第１のパラメータは、前記電池の温度調整開始時の初期温度、目標温度、及び前記初期温度から前記目標温度になるまでの目標時間を含み、前記コントローラは、前記初期温度と前記目標温度との間の第１の温度差を取得し、かつ前記第１の温度差と前記目標時間に基づいて第１の要求パワーを生成する、
    請求項１１に記載の車両の温度調整システム。
  13. 前記コントローラは、前記第１の温度センサによって検出された入口温度、及び前記第２の温度センサによって検出された出口温度に基づいて第２の温度差を生成し、かつ前記第２の温度差、及び前記流速センサによって検出された流速に基づいて前記実際パワーを生成する、
    請求項１０に記載の車両の温度調整システム。
  14. 加熱モードにあるときに、前記コントローラは、前記要求パワーが前記実際パワーより大きいときに、前記要求パワーと前記実際パワーとの間のパワー差を取得し、かつ前記パワー差に基づいて前記電池を加熱するヒーターのパワーを増加させ、前記要求パワーが前記実際パワー以下であるときに、前記ヒーターのパワーをそのまま保持し、
    前記コントローラは、前記要求パワーが前記実際パワーより小さいときに、前記水ポンプの回転速度を低下させ、かつ前記要求パワーが前記実際パワーより大きいときに、前記水ポンプの回転速度を増加させる、
    請求項９に記載の車両の温度調整システム。
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