电池温度管理装置

文档序号:575155 发布日期:2021-05-21 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 电池温度管理装置 (Battery temperature management device ) 是由 桥本笃德 吉田正文 于 2020-11-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及电池温度管理装置。在混合动力车中即使在发动机停止的状态下,也构成能够进行电池的温度控制的装置。具备具有多个电池单元的多个模块而构成电池(B)。具备分别计测多个电池单元的温度的多个温度传感器、和向多个模块的多个电池单元供给热介质流体的热交换流路(10)。热交换流路(10)具备输送热介质流体的电动泵(11)、将热介质流体加热的加热部(13)、对热介质流体的热进行散热的冷却器部(12)以及切换热介质流体的流动方向的切换阀(14),具备基于由多个温度传感器检测的温度信息,控制电动泵(11)、加热部(13)、冷却器部(12)及切换阀(14)的温度控制单元。(The present invention relates to a battery temperature management device. In a hybrid vehicle, a device capable of controlling the temperature of a battery is configured even in a state where an engine is stopped. A battery (B) is configured by having a plurality of modules having a plurality of battery cells. The battery pack is provided with a plurality of temperature sensors for measuring the temperatures of the plurality of battery cells, and a heat exchange channel (10) for supplying a heat medium fluid to the plurality of battery cells of the plurality of modules. The heat exchange flow path (10) is provided with an electric pump (11) for conveying a heat medium fluid, a heating unit (13) for heating the heat medium fluid, a cooler unit (12) for dissipating heat of the heat medium fluid, and a switching valve (14) for switching the flow direction of the heat medium fluid, and is provided with a temperature control unit for controlling the electric pump (11), the heating unit (13), the cooler unit (12), and the switching valve (14) on the basis of temperature information detected by a plurality of temperature sensors.)

电池温度管理装置

技术领域

本发明涉及设置于车辆的电池温度管理装置。

背景技术

作为与上述结构的电池温度管理装置相关的技术,在专利文献1中记载了以下技术,即、具备制冷剂循环的制冷剂流路、泵、在内燃机的运转时能够对制冷剂进行加热的制冷剂加热装置,在预热模式下,通过制冷剂加热装置加热制冷剂从而实现电池的温度上升。

另外,专利文献1构成为,在使制冷剂在电池中循环的制冷剂流路,以串联的方式设置有散热器、制冷剂加热装置以及泵,在预热模式中,通过制冷剂加热装置加热制冷剂,在需要制冷剂的冷却的情况下,能够将伴随着车辆的行驶的行驶风向散热器供给。

另外,在专利文献1中,记载了在预热模式中供给制冷剂由此在电池的温度达到规定温度之后,使泵反转由此使制冷剂向相反方向流动,来抑制构成电池的多个电池单元的温度差的技术。

专利文献1:日本特开2019-55649号公报

如专利文献1所记载的混合动力车那样,若考虑构成为能够以电池的电力行驶的车辆,则电池因温度而充放电特性发生变化,为了得到良好的充放电特性,电池的温度管理变得重要。

用于混合动力车(HV)、电动车(EV)、插入式混合动力车(PHV)等的电池构成为具备多个层叠了多个最小单位的电池单元的构造的模块。因此,在进行电池的温度管理时,需要针对多个模块个别地进行制冷剂的给排。

另外,在专利文献1中,通过在内燃机运转时产生的热、运转时的发电产生的来自电加热器的热,在制冷剂加热装置中进行制冷剂的加热,因此在内燃机停止的状况下,不能实现制冷剂的温度上升。

基于这样的理由,要求一种在混合动力车中即使在发动机停止的状态下,也能够进行电池的温度控制的装置。

发明内容

本发明的电池温度管理装置的特征结构是以下方面,即、具备:电池,其包含将多个电池单元作为一个模块的多个上述模块,供给电流;多个温度传感器,其分别计测多个上述电池单元的温度;热交换流路,其将多个上述模块作为冷却单位,将热介质流体向多个上述模块的多个上述电池单元供给;以及温度控制单元,其控制上述热介质流体的温度,上述热交换流路具有:电动泵,其送出上述热介质流体;加热部,其加热在上述热交换流路中流动的上述热介质流体;冷却器部,其对在上述热交换流路中流动的上述热介质流体的热进行散热;以及切换阀,其切换在上述热交换流路中流动的上述热介质流体的流动方向,上述温度控制单元基于由多个上述温度传感器检测的温度信息,控制上述电动泵、上述加热部、上述冷却器部、以及上述切换阀。

根据该特征结构,在基于由温度传感器检测的温度信息实现电池的温度上升的情况下,温度控制单元驱动电动泵,通过加热部使热介质流体的温度上升,由此实现电池的温度上升。另外,在实现电池的温度降低的情况下,温度控制单元驱动电动泵,通过冷却器部使热介质流体的温度降低,结果是实现电池的散热。特别是,热交换流路向构成电池的模块的多个电池单元供给热介质流体,所以实现多个电池单元的温度的调整。在使热介质流体向电池单元的供给中使用电动泵,所以即使在发动机停止的状态下也能够进行热介质流体的供给。

因此,构成在混合动力车中即使在发动机停止的状态下,也能够进行电池的温度控制的装置。

作为除了上述结构之外的结构,上述热交换流路也可以具备:以串联的方式配置有上述电动泵、上述冷却器部以及上述加热部的主流路;以及以规定的顺序使上述热介质流体向构成上述模块的多个上述电池单元流动的调温流路,上述切换阀也可以构成为,能够切换为沿正方向使上述热介质流体在上述调温流路中流动的顺流状态、和沿与上述正方向相反的方向使上述热介质流体在上述调温流路中流动的逆流状态。

在驱动主流路的电动泵的状态下,通过冷却器部和加热部设定热介质流体的温度,沿顺流状态(正方向)供给该热介质流体,从而能够进行多个电池单元的温度的管理。另外,在继续以顺流状态供给热介质流体的状态的情况下,有时在多个电池单元中的热介质流体的流动方向的上游侧与下游侧,温度差会扩大,这样在温度差扩大的情况下,以使热介质流体向相反方向流动的方式操作切换阀,由此能够以逆流状态供给热介质流体,能够使构成模块的多个电池单元的温度均匀化。

作为除了上述结构之外的结构,上述温度控制单元也可以在由多个上述温度传感器检测出的温度中的最高温值、与最低温值之差超过了预先设定的设定值的情况下,控制上述切换阀来切换上述热介质流体的流动方向。

据此,基于由多个温度传感器检测出的温度信息中的最高温值与最低温值的温度差来切换热介质流体的流动方向,由此能够减少多个电池单元的温度差。

作为除了上述结构之外的结构,上述温度控制单元也可以在由分别检测构成一个上述模块的多个上述电池单元的温度的多个上述温度传感器检测出的温度中的最高温度值、与最低温度值之差超过了预先设定的设定值的情况下,切换上述热介质流体的流动方向。

据此,基于由温度传感器检测出构成一个模块的多个电池单元的温度的最高温值与最低温值来控制切换阀,由此不使一个模块的多个电池单元的温度差变大。

作为上述结构中的任一个之外的结构,上述温度控制单元也可以在由多个上述温度传感器中的至少一个检测的温度信息小于低温设定值的情况下,使上述电动泵动作,并且通过上述加热部加热上述热介质流体,在由多个上述温度传感器中的至少一个检测的温度信息超过高温设定值的情况下,使上述电动泵动作,并且通过上述冷却器部冷却上述热介质流体。

据此,在由多个温度传感器中的至少一个检测的温度信息小于低温设定值的情况下,通过加热部对热介质流体进行加热,在由多个温度传感器中的至少一个检测的温度信息超过高温设定值的情况下,通过冷却器部进行热介质流体的散热,所以能够将构成电池的全部的电池单元维持在小于高温设定值到超过低温设定值的温度范围内。

附图说明

图1是示意性表示温度管理装置的热交换流路等的图。

图2是温度控制单元的电路框图。

图3是表示在电池的模块中热介质流体向正方向的流动的图。

图4是表示在电池的模块中热介质流体向相反方向的流动的图。

图5是表示温度控制单元的控制形态的流程图。

图6是示意性表示其他实施方式(a)的温度管理装置的图。

图7是示意性表示其他实施方式(a)的温度管理装置的图。

图8是表示在其他实施方式(b)的电池的模块中热介质流体向正方向的流动的图。

图9是表示在其他实施方式(b)的电池的模块中热介质流体向相反方向的流动的图。

图10是表示其他实施方式(c)的温度控制单元的控制形态的流程图。

图11是表示其他实施方式(d)的模块内的调温流路的图。

图12是表示其他实施方式(e)的模块内的调温流路的图。

附图标记的说明

1…行驶马达、5…模块、6…电池单元、7…温度传感器、8…温度控制单元、10…热交换流路、10a…主流路、10b…调温流路、11…调温泵(电动泵)、12…冷却器部、13…加热部、14…切换阀、B…电池、C…温度管理装置(电池温度管理装置)。

具体实施方式

以下,结合附图来说明本发明的实施方式。

〔整体结构〕

图1示出了在混合动力型的车辆中进行向电动型的行驶马达1供给电流的电池B的温度管理的电池温度管理装置C(以下,称为温度管理装置C)的热交换流路10等。另外,图2示出了温度管理装置C的温度控制单元8。

混合动力型的车辆构成为能够以行驶用发动机(未图示)、和行驶马达1中的至少一方的驱动力行驶,在得到行驶马达1的驱动力的情况下,电池B的电流经由逆变器2向行驶马达1供给。行驶马达1也作为发电机发挥功能,例如在使车辆的行驶速度降低的情况下、车辆在坡道下降的情况下,进行再生制动,由此通过行驶马达1将车辆的运动能量转换为电流,该电流被向电池B充电。

电池B因温度而充电性能和放电性能发生变化,因此在电池B处于不适合充放电的温度的情况下,温度管理装置C进行热介质流体的温度上升和温度下降中的任一个,将电池B的温度维持为适合于充放电的温度。

〔温度管理装置:热交换流路〕

如图1所示,温度管理装置C的热交换流路具备:将使用冷却水的热介质流体向电池B供给的调温用的热交换流路10、以及将空调制冷剂向车体的空调用的热交换器23和冷却器部12供给的制冷剂流路20。另外,在同图中示出了供给使用了水的热介质流体的温度控制流路30,该热介质流体能够冷却行驶马达1、以及控制向该行驶马达1供给的电流的逆变器2。另外,该温度控制流路30也能够利用从行驶马达1、逆变器2得到的热进行电池B的预热。

热交换流路10具备:主流路10a、调温流路10b、散热器流路10c以及旁通流路10d。另外,热交换流路10与温度控制流路30作为独立的流路而形成,所以各自流路的热介质流体不会混合。

在主流路10a以串联的方式配置有调温泵11(电动泵的一个例子)、冷却器部12以及由电加热器构成的加热部13。调温流路10b构成为将从主流路10a供给的热介质流体向电池B的多个电池单元6(参照图3、图4的调温流路)供给,并构成为具备由电动式动作的四通阀构成的切换阀14由此能够切换热介质流体的流动方向。该切换阀14配置于主流路10a与调温流路10b的边界。

冷却器部12具有从制冷剂流路20供给制冷剂的蒸发器的功能,进行热介质流体的散热。加热部13构成为具有通过供给电流而发热的发热体的电加热器,通过发热进行热介质流体的加热。

特别是构成为利用切换阀14的控制来切换向电池B供给的热介质流体的流动方向,由此减少构成电池B的多个电池单元6的温度差(控制形态将在后述)。

三通阀15构成为能够选择将来自调温流路10b的热介质流体经由散热器流路10c向第一散热器16供给的状态、和使来自调温流路10b的热介质流体向旁通流路10d流动的状态。

由此,能够通过三通阀15的控制,将调温流路10b的热介质流体经由散热器流路10c向第一散热器16供给而散热,使散热后的热介质流体向调温泵11返回。另外,还能够通过三通阀15的控制,使调温流路10b的热介质流体经由旁通流路10d向调温泵11返回。

制冷剂流路20具备:压缩制冷剂的电动型的压缩机21、进行压缩后的制冷剂的散热的电容器22、作为进行车辆的室内的空气调节的蒸发器发挥功能的热交换器23、能够对冷却器部12供给制冷剂和切断其供给的电磁式开闭阀24,在热交换器23的上游侧设置有膨胀阀25。

在制冷剂流路20中,能够将从压缩机21送出的制冷剂经由电容器22向热交换器23供给从而进行车辆的室内的空气调节,并且能够释放开闭阀24将制冷剂向冷却器部12供给,由此进行主流路10a的热介质流体的散热(冷却)。

温度控制流路30具备将使用了水的热介质流体向上述逆变器2和行驶马达1供给的电动型的散热泵31、进行热介质流体的散热的第二散热器32。

在该温度控制流路30中,利用散热泵31的驱动使热介质流体在温度控制流路30中循环从而能够进行逆变器2与行驶马达1的散热。另外,向该温度控制流路30供给热介质流体的控制与电池B的温度管理不直接相关,不包含于电池温度管理装置C的结构。

〔电池〕

如在图3、图4中所示概要那样,电池B具有多个模块5,并且多个模块5的各个以将多个电池单元6模块化后的形态而设置,形成有相对于多个模块5个别地供给热介质流体的调温流路10b。另外,在该结构中多个模块5各自成为冷却单位。

模块5将多个电池单元6模块化,在图3、图4中针对一个模块5示出了五个电池单元6,为了能够识别五个电池单元6,在同图中沿着电池单元6的层叠方向标注了(1)~(5)的附图标记。另外,模块5的数量并不限于四个,但在图4示出了四个模块5。并且,电池单元5的个数也不限于五个,但在图4中示出了五个电池单元5。

虽没有图示,但模块5收纳于外壳,在该外壳内形成有调温流路10b,以使热介质流体沿着多个电池单元6层叠的方向流动。该调温流路10b与外壳中的电池单元6的层叠方向的两端部(在图3、图4中为上下的两端部)连通。

〔温度管理装置:控制结构〕

温度管理装置C具备图2所示的温度控制单元8。该温度控制单元8输入分别检测多个电池单元6的温度的温度传感器7的检测信息,并且向调温泵11、开闭阀24、加热部13、切换阀14、三通阀15、压缩机21以及散热泵31输出控制信息。温度控制单元8具备执行在图5中作为流程图表示的温度管理控制的软件。

如图5的流程图所示,在不进行电池B的充放电的情况下,不需要电池B的温度管理,所以停止调温泵11,返回本控制(#101的否,#102步骤)。另外,在#102步骤中,在调温泵11已经停止的情况下,维持停止状态。

与此相对,在判定正在进行电池B的充电、放电(#101步骤的是),并根据多个温度传感器7的检测结果判定温度传感器7中的即使一个的温度信息小于0℃(低温设定值的一个例子)的情况下(#103步骤的是),使调温泵11动作,向加热部13供给电流而实现热介质流体的温度上升(#103~#105步骤)。另外,这样在通过加热部13实现热介质流体的温度上升的情况下,关闭开闭阀24的状态被维持。

另外,在判定正在进行电池B的充电、放电(#101步骤的是),即使温度传感器7中的一个的温度信息不小于0℃(#103步骤的否),并根据多个温度传感器7的检测结果判定温度传感器7中的即使一个的温度信息超过40℃(高温设定值的一个例子)的情况下(#106步骤的是),使调温泵11动作,并使压缩机21动作,打开开闭阀24由此在冷却器部12中夺取热介质流体的热,实现热介质流体的温度降低(#106~#108步骤)。另外,这样利用冷却器部12实现热介质流体的温度降低的情况下,切断电流向加热部13的供给的状态被维持。

然后,在#106步骤中在判定出温度传感器7的全部检测结果是温度信息未超过40℃的情况下(#106步骤的否),返回本控制。由此即使在进行电池B的充电、放电的情况下,也能够适当地维持电池B的温度。

然后,在进行了热介质流体的加热和散热之后,取得构成电池B的多个模块5的一个的多个温度传感器7中的、供给热介质流体的最上游的电池单元6(在图3、图4中是(1)的电池单元6)的温度信息、与最下游的电池单元6(在图3、图4中是(5)的电池单元6)的温度信息的温度差(#109步骤)。该温度差的取得针对多个模块5的全部来进行,取得模块5的数量的温度差的信息。

即、若将图3所示的热介质流体流动的方向决定为顺流状态,将图4所示的热介质流体流动的方向决定为逆流状态,则在判定温度传感器7中的即使一个的温度信息小于0℃的情况下(#103步骤的是)的#109步骤中,在热介质流体以顺流状态流动的情况下,最上游的电池单元6(在图3、图4中是(1)的电池单元6)的温度信息为最高温度值,最下游的电池单元6(在图3、图4中是(5)的电池单元6)的温度信息是最低温度值,温度差是最高温度值与最低温度值之差的绝对值。基于这样的理由,在即使取得的多个温度差中的一个,其绝对值大于2℃(设定值的一个例子)的情况下(#110步骤的是),通过切换阀14的控制将热介质流体的流动方向切换为逆流状态(反转)(#110,#111步骤),返回本控制。而且,在#110中在温度差的绝对值小于2℃的情况下(#110步骤的否),不改变热介质流体的流动方向(保持原样维持流动方向),返回本控制。

即在#110、#111步骤的控制中,例如在通过加热部13实现了热介质流体的温度上升的状况下,相对于图3所示的多个模块5的多个电池单元6,热介质流体向同图所示的(1)~(5)的各电池单元6以该顺序(顺流状态)流动的情况下,与最上游的电池单元6(同图中(1)的电池单元6)的温度比较,最下游的电池单元6(同图中(5)的电池单元6)的温度是低温的,多个电池单元6的性能变得不均匀,存在电池B的充放电特性降低的担忧。

基于这样的理由,在与信息的温度差的绝对值超过2℃的情况下,如图4所示使热介质流体的流动方向反转,由此相对于多个模块5的多个电池单元6,使热介质流体以同图所示的(5)~(1)的顺序(逆流状态)流动,从而抑制电池单元6的温度差的扩大,消除电池单元6的性能变得不均匀的不良,将电池B的充放电特性维持为良好的状态。

虽未在流程图中示出,但在逆变器2与行驶马达1设置有计测温度的传感器,在由传感器检测的温度上升的情况下,驱动散热泵31,通过第二散热器32冷却热介质流体,由此能够抑制逆变器2和行驶马达1的温度上升,并能够将其维持为适当的温度。

〔控制形态的补充说明〕

在图5的流程图中,将0℃作为低温设定值,将40℃作为高温设定值,由此执行调温控制,但最低温值和最高温值并不限于流程图所示的值,也可以是与流程图所示的值不同的值。另外,在#103、#106中基于多个温度传感器7中的任一个温度信息来判断控制,但例如也可以设定控制形态,以便在由多个温度传感器7检测的温度信息(例如平均值)小于上述最高温值的情况下、由多个温度传感器7检测的温度信息(例如平均值)超过最高温值的情况下执行控制。

另外,在#109步骤中,虽在多个模块5的各个中取得最高温度值和最低温度值,但也可以代替之,从全部的温度传感器7的检测结果取得最高温度值和最低温度值,通过该取得而得到电池单元6的温度差,以切换流动方向的方式设定控制形态。

在流程图中虽未对由调温泵11进行的热介质流体的流量的设定,或者在实现热介质流体的温度上升的情况下向加热部13供给的电流值的设定进行说明,但例如也可以构成为基于目标值、与传感器的检测值的偏差来设定调温泵11的驱动速度,设定向加热部13供给的电流值。

〔实施方式的作用效果〕

这样,温度管理装置C(电池温度管理装置C的一个例子)具备热交换流路10和制冷剂流路20,并构成为具备温度控制单元8,由此即使在构成电池B的多个电池单元6中的一个降低到小于0℃之前的情况下,向加热部13供给电流而使热介质流体的温度上升,结果是能够使全部的电池单元6的温度上升到适当的温度,抑制电池B的性能降低。另外,即使在构成电池B的多个电池单元6中的一个超过40℃的情况下,向冷却器部12供给制冷剂从而使热介质流体的温度降低,结果是能够使全部的电池单元6的温度降低到适当的温度,抑制电池B的性能降低。

另外,在该控制中,加热部13由电加热器构成,所以为了使电池单元6的温度上升,例如若与利用发动机的排热的情况比较,则即使在发动机未运转的状况下也能够使温度上升。并且,由于冷却器部12供给来自电动型的压缩机21的制冷剂,所以例如若与通过被发动机驱动的压缩机输送制冷剂的结构比较,则即使在发动机未运转的状况下也能够使温度降低。特别是与通过外部空气的供给进行散热的情况比较,能够可靠地进行温度降低。

作为通过这样的主流路10a的控制设定热介质流体的温度的控制,基于全部的电池单元6中的成为最高温的温度信息、作为最低温的温度信息来进行加热和散热,所以能够将全部的电池单元6的温度维持在适当的范围。

特别是,如图3、图4所示,即使在由于在构成电池B的多个模块5的各个中使热介质流体沿多个电池单元6层叠的方向流动的结构而在各模块5中在最上游的电池单元6与最下游的电池单元6之间产生温度差的情况下,使热介质流体的流动方向反转由此减少多个电池单元6之间的温度差,较高地维持各电池单元6的性能。

这样在进行切换热介质流体的流动方向的控制时,在构成多个模块5中的任一个模块5的电池单元6的温度差的绝对值超过了2℃的情况下,将热介质流体的流动方向切换为反向,所以减少构成全部的模块5的多个电池单元6(等于电池B的全部的电池单元6)的温度差。

另外,该温度管理装置C还能够将逆变器2和行驶马达1维持为适当的温度。

〔其他实施方式〕

本发明除了上述实施方式以外也可以如以下那样构成(对具有与实施方式相同的功能的部件标注与实施方式相同的编号、附图标记)。

(a)如图6所示,在热交换流路10中,构成为在以串联的方式配置调温泵11、冷却器部12、以及由电加热器构成的加热部13的主流路10a中进行热介质流体的散热和加热,具备切换从主流路10a向调温流路10b供给的热介质流体的流动方向的切换阀14。在该其他实施方式(a)中,构成为代替实施方式所记载的第一散热器16和第二散热器32而具备复合散热器33,共用使用热交换流路10的热介质流体和温度控制流路30的热介质流体。

即在该其他实施方式(a)中,热交换流路10具备:与上述实施方式相同的结构的主流路10a、具备切换阀14的调温流路10b、以及旁通流路10d。另外,制冷剂流路20具备:与上述实施方式相同的结构的压缩机21、电容器22、热交换器23以及开闭阀24。

与此相对,温度控制流路30具备用于向逆变器2和行驶马达1供给热介质流体的与实施方式相同的流路构造,但在与上述实施方式不同的位置设置有散热泵31,在热交换流路10与温度控制流路30之间为了控制流体的流动而设置有由电动式动作的四通阀构成的流路切换阀34。在温度控制流路30为了进行热介质流体的散热而设置有复合散热器33,为了使向温度控制流路30流动的热介质流体不向复合散热器33流动而返回设置由三通阀构成的流路控制阀36和散热旁通流路35。

根据该结构,在其他实施方式(a)的温度管理装置C(电池温度管理装置的一个例子)中,在将流路切换阀34设定于图6所示的位置的情况下,通过调温泵11的驱动使热介质流体在热交换流路10的主流路10a、调温流路10b、以及旁通流路10d中循环,能够利用冷却器部12和加热部13进行热介质流体的调温。而且,这样在进行电池B的温度管理时,也能够通过切换阀14的控制进行热介质流体的流动方向的切换。

与此相对,在将流路切换阀34设定在图7所示的位置的情况下,驱动散热泵31由此能够将向逆变器2和行驶马达1输送的热介质流体向复合散热器33供给而散热。另外,这样在驱动散热泵31时,通过流路控制阀36的控制,能够使温度控制流路30的热介质流体向散热旁通流路35流动,抑制过度的散热。

特别是,在该其他实施方式(a)中,在将流路切换阀34设定在图7所示的位置的状态下同时或者单独地驱动调温泵11和散热泵31,由此能够以将在热交换流路10中流动的热介质流体经由流路切换阀34向温度控制流路30输送,经由复合散热器33或者散热旁通流路35而向散热泵31返回的方式,使热介质流体循环。

这样构成为热介质流体循环,由此不仅能够利用单一的复合散热器33进行散热,还能够使流路简化而使装置的小型化。

(b)如图8、图9所示,由在多个电池单元6的各个中,使热介质流体沿电池单元6层叠的方向流动的纵向流路10y、和从该纵向流路10y的中央分支的分支流路10x构成形成于电池B的多个模块5的调温流路10b。在该结构中,形成数量与多个模块5的数量相等的分支流路10x,但以使在上述分支流路10x中流动的热介质流体合流而流动的方式示出了单一的分支流路10x。

模块5是层叠多个电池单元6的部件,在图8、图9针对一个模块5示出了五个电池单元6,为了能够识别五个电池单元6,在同图中沿着层叠方向标注了(1)~(5)的附图标记。因此,在该其他实施方式(b)中,分支流路10x在标注了(3)的附图标记的电池单元6的位置处从纵向流路10y分支。

在该其他实施方式(b)中,如图8所示在从电池单元6的层叠方向的两端向纵向流路10y供给热介质流体的情况下,从分支流路10x送出热介质流体。与此相对,如图9所示在从分支流路10x供给热介质流体的情况下,使从该分支流路10x供给的热介质流体朝向电池单元6的层叠方向的两端侧,在纵向流路10y中流动。

这样在其他实施方式(b)中,在图8所示的供给热介质流体的状态、与图9所示的供给热介质流体的状态之间切换,由此能够减少两端位置的电池单元6与中央的电池单元6的温度差。

(c)在具备形成了上述其他实施方式(b)那样的流路的电池B的车辆中,考虑以图10的流程图的方式设定温度管理装置C的控制形态。另外,在该其他实施方式(c)中,说明实施方式的图1所示的结构的温度管理装置C的控制形态。

即、如图10的流程图所示,在没有进行电池B的充放电的情况下,不需要进行电池B的温度调整,所以停止调温泵11,返回本控制(#201的否,#202步骤)。另外,在#202步骤中,在调温泵11已经停止的情况下,维持停止状态。

与此相对,在判定进行电池B的充电、放电(#201步骤的是),并根据多个温度传感器7的检测结果判定了温度传感器7的即使一个的温度信息小于0℃(低温设定值的一个例子)的情况下(#203步骤的是),使调温泵11动作,向加热部13供给电流而实现热介质流体的温度上升(#203~#205步骤)。另外,这样在通过加热部13实现热介质流体的温度上升的情况下,关闭开闭阀24的状态被维持。

另外,在判定进行电池B的充电、放电(#201步骤的是),且温度传感器7中的一个的温度信息也不小于0℃(#203步骤的否),根据多个温度传感器7的检测结果判定了温度传感器7的即使一个的温度信息超过40℃(高温设定值的一个例子)的情况下(#206步骤的是),使调温泵11动作,使压缩机21动作,打开开闭阀24,由此在冷却器部12中夺取热介质流体的热,实现热介质流体的温度降低(#206~#208步骤)。另外,这样在通过冷却器部12实现热介质流体的温度降低的情况下,切断电流向加热部13的供给的状态被维持。

然后,在#206步骤中在判定了温度传感器7的检测结果的全部的温度信息未超过40℃的情况下(#206步骤的否),取得全部温度传感器7的温度信息,分别取得热介质流体流动的始端与终端的电池单元6的电池单元间温度差,在取得的电池单元间温度差(严格来说是温度差的绝对值)超过2℃(设定值的一个例子)的情况下,使调温泵11动作,但进行既不进行加热也不进行散热的控制(#209,#210步骤)。

即、在图8中始端(最上游)的电池单元6是(1)、(5)的电池单元6,终端(最下游)的电池单元6是(3)的电池单元6。另外,在图9中始端(最上游)的电池单元6是(3)的电池单元6,终端(最下游)的电池单元6是图8的(1)、(5)的电池单元6。特别是,在取得电池单元间温度差的情况下,可以不是模块单位,也可以将电池B的始端的电池单元6与终端的电池单元6的温度差作为电池单元间温度差来取得。

特别是,在图10的流程图中,在#209步骤之后,也可以使调温泵11动作,并且设定控制形态,以便以减少电池单元间温度差的方式进行热介质流体的加热或者散热。

然后,在#209步骤中,在电池单元间温度差未超过2℃的情况下(#209步骤的否),返回本控制。由此即使在进行了电池B的充电、放电的情况下,也能够适当地维持电池B的温度。

另外,在进行了热介质流体的加热和散热之后,取得构成电池B的多个模块5的一个的多个温度传感器7中的、供给热介质流体的最上游的电池单元6(图8中的(1)、(5)的电池单元6,图9中的(3)的电池单元6)的温度信息、与最下游的电池单元6(图8中的(3)的电池单元6,图9中的(1)、(5)的电池单元6)的温度信息的温度差(#211步骤)。这样的温度差的取得针对多个模块5的全部来进行,取得模块5的数量的温度差的信息。

然后,在取得的多个温度差中的即使一个的绝对值大于2℃的情况下(#212步骤的是),通过切换阀14的控制来切换热介质流体的流动方向(反转)(#212,#213步骤),返回本控制。而且。在#110中在温度差的绝对值小于2℃的情况下(#212步骤的否),不改变热介质流体的流动方向(保持原样维持流动方向),返回本控制。

在该其他实施方式(c)的控制中,执行调温控制时的温度值并不限于流程图所示的值,也可以是不同的值。另外,在#203、#206中虽基于温度传感器7中的一个的温度信息来判断控制,但例如也可以以在由多个温度传感器7检测的温度信息(例如平均值)小于上述最高温值的情况下、由多个温度传感器7检测的温度信息(例如平均值)超过最高温值的情况下执行控制的方式,设定控制形态。

在图10所示的流程图中,虽未说明由调温泵11进行的热介质流体的流量的设定,或者在实现热介质流体的温度上升的情况下向加热部13供给的电流值的设定,但例如也可以构成为基于目标值、与传感器的检测值的偏差来设定调温泵11的驱动速度,设定向加热部13供给的电流值。

(d)图11所示的主流路10a是实施方式的图3、图4所示的调温流路的变形例,构成调温流路10b,以便即使将从电池B的外部供给的热介质流体向多个模块5中的任一个供给的情况下,也以等距离流动后被从电池B排出。

在该其他实施方式(d)中,与实施方式相同在主流路10a中以串联的方式配置有调温泵11(电动泵的一个例子)、冷却器部12以及由电加热器构成的加热部13,并设置有切换热介质流体的流动方向而向电池B的调温流路10b供给的切换阀14。另外,在图11所示的调温流路中,也能够通过切换阀14的控制将热介质流体的流动方向切换为逆流状态。

构成图11所示那样的调温流路10b,由此即使通过切换阀14的控制将热介质流体的流动方向设定为任何方向,作用于向多个模块5的各个流动的热介质流体的流路阻力也相等,结果是能够使流向多个模块5的热介质流体的量均匀化,能够使多个模块5中的温度均匀化。

(e)图12所示的主流路10a是其他实施方式(b)的图8、图9所示的调温流路的变形例,构成为在使从电池B的外部供给的热介质流体向纵向流路10y流动时,在任一个多个模块5中使作用于层叠方向的两端侧的压力均匀化。

在该其他实施方式(e)中,与其他实施方式(b)相同,在主流路10a中以串联的方式配置有调温泵11(电动泵的一个例子)、冷却器部12以及由电加热器构成的加热部13,并设置有切换热介质流体的流动方向而向电池B的调温流路10b供给的切换阀14。另外,在图12所示的调温流路中,也能够通过切换阀14的控制在使热介质流体从纵向流路10y向分支流路10x流动的方向、与反向地使热介质流体流动的方向之间进行切换。

构成图12所示那样的调温流路10b,由此如同图所示,在控制切换阀14,使热介质流体从纵向流路10y向分支流路10x流动的情况下,能够使作用于多个模块5的两端的压力均匀化。另外,在通过切换阀14的控制使热介质流体从分支流路10x向纵向流路10y流动的情况下,能够使多个模块5中作用于纵向流路10y的流路阻力均匀化。其结果,能够抑制流向多个模块5的各个的热介质流体的流量的偏差。

(f)构成为:由于能够切换热介质流体针对电池B的流动方向,所以代替实施方式所记载的由四通阀构成的单一的切换阀14,例如组合多个开闭阀、三通阀等,有选择地控制它们,由此能够切换热介质流体的流动方向。

(g)例如,即使在没有进行电池B的充放电的状况下,也能够进行电池B的温度管理,所以例如也可以在对车辆的主开关进行打开操作的情况下等时刻,在温度管理的电池B没有充放电的状况下,以执行温度控制单元8的控制的方式,设定控制形态。

如该其他实施方式(g)那样设定控制形态,由此例如在开始车辆的行驶时,能够立即将需要的电流向行驶马达1供给,而不会降低行驶性能。

工业上利用的可能性

本发明能够用于车辆所具备的电池温度管理装置。

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