电池温度控制系统的间歇操作的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及温度控制系统。
【背景技术】
[0002]作为电池已知的特性，随着温度的下降，电池的内部电阻增大、输入和输出特性劣化；随着温度的升高，电池的退化加速了。
[0003]公开号为63-145705 (JP 63-145705 U)的日本实用新型专利申请公开了一种用在汽车中的电池的冷却系统。该冷却系统包括用于冷却汽车内部的蒸发器、用于冷却传递至蒸发器的热交换介质的冷凝器、以及用于对传递至冷凝器的冷却介质进行加压的压缩机。冷却系统的特征在于:电池外壳内含有安装在发动机舱中的电池，所述电池外壳形成有外部空气引入管道，热交换器容纳在电池外壳中，且该热交换器连接至热交换介质通道，该热交换介质通道将用于冷却汽车内部的蒸发器连接至压缩机。
[0004]近年来，尤其关注能够使用在车辆外部提供的电源(以下称“外部电源”)来对车载电池进行充电的电动车(EV)和插电式混合动力车(PHV)。这一类型的充电以下将称为“外部充电”。
【发明内容】
[0005]在上述类型的车辆中，在外部充电期间需要对电池进行冷却。然而，如果使用上述的车载空调来冷却电池，由于操作时间的增多，可能会缩短车载空调的服务寿命。即，车载空调所包括的压缩机是基于车辆运行期间的操作时间、针对服务寿命而言常规设计的；因此，如果在外部充电期间持续使用车载空调，则压缩机的服务寿命会明显短于其预期时间。
[0006]并且，当环境温度是极端低温时，进行了外部充电之后的电池的温度是过低的，因此可能无法获得理想的输入和输出特性。在这种情况下，有必要操作车载空调，以提高外部充电期间电池的温度；然而，与电池需要冷却的情形一样，压缩机的服务寿命会明显短于其预期时间。
[0007]本发明提供了一种温度控制系统，其使用车载空调控制外部充电期间车载电池的温度，而不会引起车载空调服务寿命的明显缩短。
[0008]根据本发明的用于车辆的温度控制系统包括车载电池、车载空调和控制器。使用位于车辆外部的外部电源对所述车载电池进行充电。所述车载空调控制车辆内部的温度及车载电池的温度。当使用外部电源对车载电池进行充电时，所述控制器以间歇操作模式操作车载空调，以控制车载电池的温度。
【附图说明】
[0009]以下将结合附图，描述本发明的示范性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，
图中相似的附图标记代表相似部件，其中: 图1为展示温度控制系统的配置的示意图；
图2为展示外部充电系统的图示；
图3为展示另一例外部充电系统的配置的图示；
图4为示意在外部充电期间所执行的温度控制过程的前半部分的流程图；
图5为示意在外部充电期间所执行的温度控制过程(冷却过程)的后半部分的流程图；
图6为表示电池组件在冷却期间的温度变化的图；
图7为示意在外部充电期间所执行的温度控制过程(升温过程)的后半部分的流程图；
图8为表示电池组件在升温期间的温度变化的图。
【具体实施方式】
[0010]以下将描述本发明的一个实施例。
[0011]以下将结合附图1描述作为本发明一个实施例的、用于车载电池的温度控制系统(以下将称为“温度控制系统”)。图1示意了该温度控制系统的配置。温度控制系统100包括电池组1、车内热交换单元51、冷凝器52、风扇53、压缩机54、开关阀55、热交换介质转移路径L1-L7、第一压力控制单元61、第二压力控制单元62、控制器20、充电完成时刻接收单元30和存储单元40。
[0012]电池组1包括(对应于车载电池的)电池组件10、腔室11、组内热交换单元12、鼓风机13、循环路径14和温度获取单元15。电池组件10由串联连接的电池10a构成。当然，电池组件10中包括的一些电池10a可以是彼此并联连接的。二次电池，例如锂离子电池、镍金属氢化物电池等，可以用作电池10a。并且，双电层电容器可替代二次电池来使用。构成电池组10的电池10a的数量可以根据所需要的电池组件10的功率而设定为适当的数量。
[0013]电池组件10向电机供电，以使车辆运转。所述车辆可以是混合动力车辆或是电动车辆。混合动力车辆包括电池组件10和其他的动力源，例如发动机或燃料电池，该其他动力源用作为令车辆运转的动力源。而电动车仅包括电池组件10，该电池组件用作为零车辆运转的动力源。腔室11安装至电池组件10，形成空气的组内转移路径，其中空气被用于控制电池组件10的温度。
[0014]使用电池组件10的电力来驱动鼓风机13，该鼓风机可操作以将空气送入腔室11。组内热交换单元12位于电池组件10与鼓风机13之间。空气从鼓风机13处递送，当其穿过组内热交换单元12时，与被引入组内热交换单元12的用于控制空气温度的热交换介质进行换热。当从鼓风机13处递送的空气被热交换介质冷却时，可通过使用随后冷却的空气对电池组件10进行冷却。当从鼓风机13处递送的空气被热交换介质加热时，可通过使用随后加热的空气使电池组件10升温。
[0015]循环路径14为下述路径:从鼓风机13穿过该路径递送的空气在腔室11的内部和外部循环。温度获取单元15获取电池组件10的温度信息。可使用热敏电阻器作为温度获取单元15。所述热敏电阻器可设置在每一个电池10a上，或设置在每一个电池块上，两个或两个以上电池10a分为组为一个电池块。由温度获取单元15获得的温度信息被传输至控制器20。
[0016]控制器20整体管控对温度控制系统100的控制，该控制器20控制对风扇53、压缩机54、开关阀55和鼓风机13的驱动，并控制电池组件10的充电/放电。控制器20可以是一个ECU，或是两个或两个以上ECU。例如，执行对车辆内部的温度控制的ECU可能不同于执行对电池组件10的温度控制的EOT。
[0017]压缩机54包括由电机提供的驱动单元，以及执行热交换介质的吸入、压缩和排出的螺旋滚动单元。使用电池组件10的电力来驱动压缩机54。开关阀55使热交换介质的转移路径在导向车内热交换单元51的路径与导向组内热交换单元12的路径之间切换。
[0018]当要对车辆内部进行冷却时，气体形式的热交换介质被压缩为压缩机54中的高温高压气体，随后被排放进热交换介质转移路径L2。排入热交换介质转移路径L2的热交换介质流入冷凝器52，并被来自风扇53的空气所冷却。在冷凝器52处冷却的热交换介质被排入热交换介质转移路径L1，在热交换介质穿过第二压力控制单元62的同时热交换介质的压力减小了，于是热交换介质被进一步冷却了。在穿过第二压力控制单元62的同时压力已减小了的热交换介质流入车内热交换单元51，并对递送进车辆内部的空气进行冷却。在对递送进车辆内部的空气进行冷却之后其温度已经升高了的热交换介质被排入热交换介质转移路径L3，并再次流入压缩机54。
[0019]当要对电池组件10进行冷却时，气体形式的热交换介质被压缩为压缩机54中的高温高压气体，随后被排入热交换介质转移路径L2。排入热交换介质转移路径L2中的热交换介质流入冷凝器52，并被来自风扇53的空气所冷却。在冷凝器52处冷却的热交换介质被排入热交换介质转移路径L1，并在比第二压力控制单元62靠前的一位置处流入热交换介质转移路径L4。流入热交换介质转移路径L4的热交换介质流过开关阀55，并流入热交换介质转移路径L6。流入热交换介质转移路径L6的热交换介质，在其流经第一压力控制单元61的同时压力即已减小，以便进一步被冷却。在流经第一压力控制单元61的同时压力即已减小的热交换介质流入组内热交换单元12，并对从鼓风机13送来的空气进行冷却。通过对来自鼓风机13的空气进行冷却已使其温度升高了的热交换介质，从组内热交换单元12排入热交换介质转移路径L7，并经过开关阀55、热交换介质转移路径L5及热交换介质转移路径L3，再次流入压缩机54。
[0020]当要对电池组件10进行升温时，气体形式的热交换介质被压缩为压缩机54中的高温高压气体，随后被排入热交换介质转移路径L3。排入热交换介质转移路径L3中的热交换介质流入冷凝器车内热交换单元51，并使要送入车辆内部的空气的温度升高。通过使要送入车辆内部的空气的温度升高而已被冷却了的热交换介质被排入热交换介质转移路径L1，并在流经第二压力控制单元62的同时其压力得以减小，以便被进一步冷却。在流经第二压力控制单元62时压力即已减小的热交换介质流入冷凝器52，并被从风扇53处送来的空气所加热。在冷凝器52处加热的热交换介质被排入热交换介质转移路径L2，并再次流入压缩机54。
[0021]当要升高电池组件10的温度时，气体形式的热交换介质被压缩为压缩机54中的高温高压气体，随后被排入热交换介质转移路径L3。排入热交换介质转移路径L3中的热交换介质在比第二压力控制单元62靠前的一位置处流入热交换介质转移路径L5。流入热交换介质转移路径L5的热交换介质穿过开关阀55和热交换介质转移路径L7，并流入组内热交换单元12。流入组内热交换单元12的热交换介质对来自鼓风机13的空气进行升温。通过对来自鼓风机13的空气进行升温而已被冷却了的热交换介质被排入热交换介质转移路径L6，且在穿过第一压力控制的案源61时使其压力得以减小，以便进一步被冷却。其压力已