JP7472605B2 - 電池温調装置 - Google Patents
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Description
先ず、本開示における第1実施形態について、図面を参照して説明する。第1実施形態では、本開示に係る電池温調装置は、車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に配設されている。そして、電池温調装置は、電気自動車に搭載された電池Bを温度調整の対象としている。
次に、第1実施形態と異なる第2実施形態について、図5~図9を参照して説明する。第2実施形態では、本開示に係る電池温調装置1を、車室内空調機能付きの電池温調装置に適用している。第2実施形態に係る電池温調装置1は、熱媒体回路10、冷凍サイクル20、加熱部30、室内空調ユニット40、制御装置50等を有しており、電気自動車に搭載された電池Bの温度調整に加えて、空調対象空間である車室内の空調を実行する。
冷房モードは、冷凍サイクル20を利用した電池Bの冷却を行うことなく、空調用蒸発器26により送風空気Wを冷却して車室内に送風する運転モードである。この冷房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁24aを全閉し、第2膨張弁24bを予め定められた絞り開度で開く。
暖房モードは、冷凍サイクル20を用いた電池Bの冷却を行うことなく、ヒータコア32により送風空気Wを加熱して車室内に送風する運転モードである。暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁24aを所定の絞り開度で開き、第2膨張弁24bを全閉状態にする。従って、暖房モードの冷凍サイクル20では、圧縮機21、熱媒体冷媒熱交換器22、第1膨張弁24a、チラー25、圧縮機21の順で冷媒が循環する冷媒の循環回路が構成される。
除湿暖房モードは、冷凍サイクル20を利用した電池Bの冷却を行うことなく、空調用蒸発器26で冷却された送風空気Wをヒータコア32で加熱して車室内に送風する運転モードである。除湿暖房モードでは、制御装置50は、第2膨張弁24b及び第1膨張弁24aをそれぞれ所定の絞り開度で開く。
単独冷却モードは、車室内の空調運転を行うことなく、冷凍サイクル20を用いた電池Bの冷却を行う運転モードである。この単独冷却モードでは、制御装置50は、第1膨張弁24aを所定の絞り開度で開き、第2膨張弁24bを全閉状態にする。従って、単独冷却モードの冷凍サイクル20では、圧縮機21、熱媒体冷媒熱交換器22、第1膨張弁24a、チラー25、圧縮機21の順で冷媒が循環する冷媒の循環回路が構成される。
冷却冷房モードは、冷凍サイクルを利用した電池Bの冷却と並行して、空調用蒸発器26により送風空気Wを冷却して車室内に送風する運転モードである。この冷却冷房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁24a及び第2膨張弁24bをそれぞれ所定の絞り開度で開く。
冷却暖房モードは、冷凍サイクル20を利用した電池Bの冷却と並行して、ヒータコア32により送風空気Wを加熱して車室内に送風する運転モードである。この冷却暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁24aを所定の絞り開度で開き、第2膨張弁24bを全閉状態にする。従って、冷却暖房モードの冷凍サイクル20では、圧縮機21、熱媒体冷媒熱交換器22、第1膨張弁24a、チラー25、圧縮機21の順で冷媒が循環する冷媒の循環回路が構成される。
冷却除湿暖房モードは、冷凍サイクル20を利用した電池Bの冷却と並行して、空調用蒸発器26で冷却された送風空気Wをヒータコア32で加熱して車室内に送風する運転モードである。この冷却除湿暖房モードでは、制御装置50は、第1膨張弁24a及び第2膨張弁24bをそれぞれ所定の絞り開度で開く。
続いて、上述した第1実施形態とは異なる第3実施形態について、図10を参照して説明する。第3実施形態では、冷凍サイクル20の構成が、第2実施形態と相違している。電池温調装置1の基本構成等の構成については、第2実施形態と同様である為、再度の説明を省略する。
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
10 熱媒体回路
11 電池用熱交換器
12 外気熱交換器
13 熱媒体ポンプ
14 流量調整弁
50 制御装置
52a 外気温センサ
53a 電池温度センサ
54a 第1熱媒体温度センサ
Claims (8)
- 電池(B)と熱媒体とを熱交換させる電池用熱交換器(11)と、前記電池用熱交換器に対して並列に接続され、前記熱媒体と外気とを熱交換させる外気熱交換器(12)と、前記熱媒体を圧送して循環させる熱媒体ポンプ(13)と、少なくとも前記外気熱交換器を経由して前記熱媒体が流通する第1径路における前記熱媒体の流量と、前記外気熱交換器を迂回して前記熱媒体が流通する第2径路における前記熱媒体の流量とを調整する流量調整部(14)と、を接続して前記熱媒体を循環させる熱媒体回路(10)と、
前記流量調整部の作動を制御する制御部(50)と、
前記電池の温度である電池温度を取得する電池温度取得部(53a)と、
前記第1径路及び前記第2径路の何れにも共通する共通流路(15c)を流通する前記熱媒体の温度である共通流路温度を取得する共通流路温度取得部(54a)と、を有し、
前記制御部は、前記外気の温度である外気温度が予め定められた基準外気温度よりも低い低温環境である場合に、前記流量調整部の作動を制御して、前記電池温度が予め定められた基準温度になるように、前記第1径路における前記熱媒体の流量と前記第2径路における前記熱媒体の流量との流量比を調整し、
前記共通流路温度取得部で取得された前記共通流路温度の上昇に伴って、前記第1径路における前記熱媒体の流量が大きくなるように、前記流量調整部の作動を制御する電池温調装置。 - 前記熱媒体ポンプ(13)は、前記共通流路(15c)に配置されている請求項1に記載の電池温調装置。
- 前記熱媒体回路(10)の前記共通流路(15c)には、冷凍サイクル(20)を循環する冷媒と前記熱媒体とを熱交換させるチラー(25)が配置されており、
前記冷凍サイクルは、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(21)と、
前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器(22、27)を備え、前記高圧冷媒を熱源として、空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する加熱部(30)と、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧する減圧部(24a)と、
前記減圧部から流出した前記冷媒が流通する前記チラー(25)と、を有している請求項1又は2に記載の電池温調装置。 - 前記制御部(50)は、前記加熱部(30)によって前記送風空気を加熱する場合に、前記共通流路温度取得部(54a)で取得された前記共通流路温度が前記外気温度以下になるように、前記流量調整部(14)の作動を制御する請求項3に記載の電池温調装置。
- 前記制御部(50)は、前記加熱部(30)によって前記送風空気を加熱する場合に、更に、前記外気温度と前記共通流路温度との温度差が予め定められた所定値よりも小さくなるように、前記流量調整部(14)の作動を制御する請求項4に記載の電池温調装置。
- 前記制御部(50)は、前記低温環境にて、前記流量調整部による前記電池温度の調整と共に、前記加熱部による前記送風空気の加熱を行う状況において、
前記共通流路温度取得部(54a)で取得された前記共通流路温度が前記外気温度以上である場合、前記第1径路における前記熱媒体の流量が大きくなるように、前記流量調整部の作動を制御し、
前記共通流路温度が前記外気温度よりも低く、且つ、前記外気温度と前記共通流路温度との温度差が予め定められた所定値よりも大きい場合、前記第1径路における前記熱媒体の流量が小さくなるように、前記流量調整部の作動を制御する請求項3に記載の電池温調装置。 - 前記減圧部は、前記凝縮器から前記チラーに向かって流通する前記冷媒を減圧する第1減圧部(24a)と、
前記凝縮器から流出して、前記第1減圧部を迂回して流れる前記冷媒を減圧する第2減圧部(24b)と、を有し、
前記冷凍サイクル(20)を循環する前記冷媒を冷熱源として、熱交換により前記送風空気を冷却する空調用熱交換部(26)を有し、
前記空調用熱交換部を通過した前記送風空気の温度である送風空気温度を取得する送風空気温度取得部(53b)を有しており、
前記制御部(50)は、前記共通流路温度が前記送風空気温度取得部で取得された前記送風空気温度よりも低くなるように、前記流量調整部(14)の作動を制御する請求項3ないし6の何れか1つに記載の電池温調装置。 - 前記空調用熱交換部は、前記冷凍サイクルの前記第2減圧部で減圧された前記冷媒と、前記送風空気とを熱交換させて、前記送風空気を冷却する空調用蒸発器(26)である請求項7に記載の電池温調装置。
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