电池温度管理装置的制作方法

专利名称：电池温度管理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池温度管理装置。
背景技术：
以往，在混合动力(hybrid)汽车等中搭载有用于向行驶 用电动机等供电的电池，并且研究实施了采用能够重复充放电 的4臬镉电池、4臬氢电池、或锂电池等二次电池作为该电池。但— 是，该种电池在高温时充放电效率下降，因此公知有采用后座 侧空调单元的冷风来冷却的该电池技术(参照专利文献l、 2)。 专利文献l:曰本净争开2004—1674号/>净艮 专利文献2:曰本4争开2007—185997号/>才艮 但是，在以往的发明中，由于将通过电池后的空气排出车 外或排向行李室内，因此这种情况下就存在车室内的空调效率 始终恶化，并且车室内变成负压的问题。

发明内容
本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于提供一 种在电池低温时对电池进行加热从而能够防止》文电输出下降的 电池温度管理装置。
另外本发明的目的在于防止在电池达到最高温度时因电解 液蒸发而产生的气体从行李室的微小的间隙进入车室内。
在技术方案l所述的发明中，其特征在于，包括将车室内 风引导到电池的车室内风导入部件、设在上述车室内风导入部 件的中途的冷却装置、和使通过上述电池后的空气返回到车室 内的回流部件。因而，通过使通过电池后的空气返回到车室内，能够防止 车室内的空调效率下降、车室内的负压化。


图l是表示实施例l的电池温度管理装置的整体图。
图2是表示前座用空调单元的制冷循环的图。 图3是实施例1的系统结构图。 图4是说明实施例l的电池的温度管理的示意图。 图5是说明实施例l的电池的温度管理的动作的图。 图6是说明实施例l的电池的温度管理的动作的图。 图7是说明实施例l的电池的温度管理的动作的图。 图8是说明实施例1的电池的温度管理的动作的图。
具体实施例方式
下面，根据

本发明的实施例。 实施例1
下面，i兌明实施例l。
图l是表示实施例l的电池温度管理装置的整体图，图2是 表示前座用空调单元的制冷循环的图，图3是实施例1的系统结 构图，图4是说明实施例l的电池的温度管理的示意图，图5~8 是说明实施例l的电池的温度管理的动作的图。
首先，说明整体结构。
如图1所示，实施例的电池温度管理装置1包括在车室内后 座的后方的后部分2的正下方与行李室3相邻配置的第l壳体4、 和配置在该第l壳体4的下方的第2壳体5(与第l壳体4均相当于 技术方案的车室内风导入部件)。
在第1壳体4的一侧形成有通路A1，并且该通路A1借助设于后部分2上的吸入口 la与车室内后方R相连通。
从而，能够将车室内的空气(相当于技术方案的车室内风， 以下称为内部空气)自吸入口 la经由通^各Al导入第l壳体4的上 游部4a。
在第l壳体4的上游部4a配置有空气净化过滤器6、和配置 在该空气净化过滤器6的下游侧的空调用风扇7，并且在该空调 用风扇7的吹出侧(下游侧)配置有后座侧蒸发器(evaporator) 8 (相当于技术方案的冷却装置)。
如图2所示，后座侧蒸发器8设在制冷剂通路上，用于通过 使被后座侧膨胀阀22减压了的制冷剂与由空调用风扇7输出的 内部空气进行热交换，从该内部空气中抽取气化热而对该内部 气体吸热进行冷却，该制冷剂通路是自省略图示的公知的前座 侧空调单元20的制冷循环21借助后座侧膨胀阀22分支而形成 的。
前座侧空调单元20的制冷循环21由包括压缩机23、冷凝器 24、接受装置25、前座侧膨胀阀26、和蒸发器27等的闭合回路 构成。
压缩机23用于将制冷剂压缩而形成高温、高压的气体后输 送到冷凝器。
冷凝器24用于将自压缩机23输出的高温高压的气体制冷 剂冷却而使其液化，之后输送到接受装置25。
接受装置25用于将自冷凝器24输出的多余的制冷剂暂时 贝i存，并且在进行了制冷剂的完全的气液分离之后，将该制冷 剂输送到前座侧膨胀阀26 (和后座侧膨胀阀22 )。
前座侧膨胀阀26用于将自接受装置25输出的制冷剂减压 而使其隔热膨胀，从而易于蒸发制冷剂，之后将该制冷剂输送 到前座侧蒸发器27。前座侧蒸发器27用于使被前座侧膨胀阀26减压了的制冷 剂与外部空气(或内部空气)进行热交换而气体化，将该制冷 剂输送到压缩机2 3,并且从该被热交换的外部空气中抽取气化 热并对该内部空气吸热进4亍冷却。
位于后座侧蒸发器8的下游侧的第l壳体4的中游部4b设有 气体混合门10,该气体混合门IO能够利用旋转驱动动作来对通 过加热器芯(相当于技术方案中的热风导入部件)9的热风、 和绕过加热器芯9的冷风的风量比例进行调整。
在位于第1壳体4的另 一侧的下游部4c形成有借助脚下或 顶部的吹出口 lb与车室内后方R相连通的通^各A2。
从而，形成后座侧空调单元28,其能够利用空调用风扇7 自通路A1的吸入口 la将内部空气导入第l壳体4的上游部4a, 使该内部空气通过空气净化过滤器6以及后座侧蒸发器8后，利 用气体混合门10对通过加热器芯9的热风、和绕过加热器芯9的 冷风的风量比例进行调整，之后使该内部空气经由通路A2的吹 出口 lb返回车室内后方R。
第2壳体位于第l壳体4的下方位置，且配置在行李室3的底 板下部。
位于第2壳体5的一侧的上游部5a形成有与第l壳体4的上 游部4a相连通的通路A3 (相当于技术方案中的第2空调部件)。
另外，形成有与通路A3相邻且与第l壳体4的中游部4B相 连通的通路A4 (相当于技术方案中的第l空调部件)。
另外，形成有与通路A4相邻且与第l壳体4的下游部4c相连 通的通路A5 (相当于技术方案中的热风导入部件以及第l空调 部件)。
并且，第2壳体5的上游部5a形成有与行李室3相连通的通 路A6 (相当于技术方案中的行李室外部空气导入部件)，并且以面对各通^各A3、 A4、 A5的状态配置有电池用风扇11。
另外，在通路A3中设有阀V1，该阀V1能够利用旋转驱动
动作调整自第l壳体4的上游部4a导入到第2壳体5的上游部5a
的内部空气的风量。
另外，在通路A5中设有阀V2，该阀V2能够利用旋转驱动
动作调整自第l壳体4的下游部4c导入到第2壳体5的上游部5a
的热风的风量。
另外，在通路A6中设有阀V3，该阀V3能够利用旋转驱动 动作调整自行李室3导入到第2壳体5的上游部5a的外部空气的 风量。
另外，行李室3由于借助行李盖部等的微小间隙而与外部 空气环境相连通，因此行李室3是近似于车外部空气环境的环境。
因此，能够将空气自行李室3吸入到第2壳体5的上游部5a 视为吸入外部空气。
并且，在位于电池用风扇ll的吹出侧(下游侧)的第2壳 体5的中游部5b中配置有电池12。
电池12是用于向车辆的电动机(主要是行驶用电动机)供 电的可充》文电的二次电池，可以采用镍镉电池、镍氢电池、或 锂电池等二次电池。
另外，实施例l的电池12由隔开规定间隙层叠的多个电池 包装件12a构成，上述电池包装件收容在电池包装13中，该电 池包装13夹装在第2壳体5的中途。
从而，能够在利用电池用风扇ll使自电池包装13的上游 (入口 )侧导入的风通过电池包装件12a的规定间隙而进行了 热交换之后，将该风向电池包装13的下游(出口 )侧排出。
并且，在电池包装13的入口上设置有能检测环境温度的传感器14。
在电池包装件12a上设有能够根据其表面温度或环境温度 检测出电池12的温度的传感器16。
另外，附图中只图示了 1个传感器16，但可以适当设定该 传感器16的设置数量、设置位置。
在位于电池12的下游侧的第2壳体5的下游部5c上设有与 车外相连通的车外排出口 lc (相当于技术方案中的排出部件)。
另外，在第2壳体5的下游部5c的中途形成有借助顶部或脚 下的吹出口 lb与车室内后方R相连通的通路A7 (相当于技术方 案中的回流部件)，并且，与该通路A6相邻地形成有与行李室3 相连通的通^各A8。
另外，在通路A7上设有能够调整自下游部5c返回到车室内 后方R的风量的阀V4。
另外，在通路A8上设有能够调整自下游部5c导入到行李室 3的风量的阀V5。
另外，在该阀V4 ( V5 )全部打开的状态下，在下游部5c 中向车外排出口 lc流动的空气全部流入到通路A7 ( A8)中。
并且，如图3所示，上述空调用风扇7、加热器芯9、气体 混合门IO、电池用风扇ll、和阀V1 V5等的工作由与它们电 连接的控制器15控制，该控制器15根据来自传感器14的检测结 果信号和来自前座侧空调单元20 (详细而言是前座侧空调单元 20的控制器)的空调控制信号，对后述的车室内后方R进行空 调控制以及对电池12进行温度管理控制。
另外，控制器15的如下所述的控制能够与公知的方法同样 地只在前座侧空调单元20的运转过程中进行。
在下面说明的控制只是 一 个例子，而不限于该实施例。
接下来，说明作用。首先，说明控制器15对车室内后方R进行的空调控制。
制冷时
在利用前座侧空调单元20对车室内制冷时，首先，使阀 V1 V3处于关闭状态，使空调用风扇7运转(适当地使加热器 芯9一同运转)，将内部空气自吸入口 la经由通路A1导入到第1 壳体4的上游部4a。
接下来，利用气体混合门IO的旋转驱动动作，使通过了空 气净化过滤器6以及后座侧蒸发器8的内部空气成为被温度调 整成由前座侧空调单元2(H殳定的吹出口目标温度的冷风，将该 冷风自通路A2的吹出口 lb吹出到车室内后方R中，从而对车室 内后方R进行制冷。
内部空气循环时
在利用前座侧空调单元20进行内部空气循环时，首先，使 阀V1 V3处于关闭状态，使空调用风扇7运转，将内部空气自 吸入口 la经由通路A1导入到第l壳体4的上游部。
接下来，利用气体混合门IO的旋转驱动动作，使通过了空 气净化过滤器6以及后座侧蒸发器8的内部空气成为被温度调 整成由前座侧空调单元20设定的吹出口目标温度的风，将该风 自通路A2的吹出口 lb吹出到车室内后方R中，从而对车室内后 方R进行内部空气循环。
供暖时
在利用前座侧空调单元20进行供暖时，首先，使阀V1 V3处于关闭状态，使空调用风扇7以及加热器芯9运转，将内部 空气自吸入口 la经由通路Al导入到第l壳体4的上游部。
接下来，利用气体混合门IO的旋转驱动动作，使通过了空 气净化过滤器6以及后座侧蒸发器8的内部空气成为被温度调 整成由前座侧空调单元20i殳定的吹出口目标温度的热风，将该热风自通路A2的吹出口 lb吹出到车室内后方R中，从而对车室 内后方R进行供暖。
接下来，对利用控制单元对电池12的温度管理控制进行说明。
在此，从电池12的耐久性能(寿命)以及放电输出性能方 面考虑优选将电池12的温度维持在规定温度范围内。
因而，例如如图4所示，为了将电池12的温度维持在规定 值TB1〈电池温度TB〈规定值TB2的范围，最好电池包装13内 的入口温度维持成规定值Ta1〈电池包装13的入口温度，传感 器14的温度Ta〈规定值Ta2。
在此，在实施例l中，控制器15始终根据传感器16来检测 电池12的温度从而进行后述的温度管理。
另外，也可以根据电池包装件12a的发热量来算出电池12 的温度。
电池处于^f氐温时
如图4所示，在例如冬天启动发动机时等情况下，在电池 12处于低温(电池温度TB〈规定值TB1)且车室内处于供暖状 态C1时，首先，如图5所示，使阀V2、 V4、 V5处于打开状态 (其中阀V4为半开状态)，使阀V1、 V3为关闭状态。另外，使 电池用风扇ll运转。
从而，通过利用电池用风扇ll产生的适当的风量使来自通 路A5的热风(例如30。C)通过电池12，能够预热电池12。
另外，使通过电池12后的空气经由通路A7返回到车室内后 方R,并且经由通路A8导入到行李室3中，从而能够高效进行车 室内的供暖。
另外，在电池12的温度上升而接近规定值TB1时，通过使 阀V5暂时关闭而使电池12暂时与车外相连通，能够减慢达到规定值TB1之前的温度上升速度从而准确地进行电池12的温度调整。
之后，在电池12的温度达到了规定值TB1的情况下，通过 以适当的角度、时刻使阀V5开闭而使电池12与车外相连通来将 电池12的温度维持在上述规定的温度范围内。
电池在最佳温度时
如图4所示，在电池12处于规定温度范围内(规定值TB1 (°C ) <电池温度TB〈规定值TB2)且车室内处于内部空气循 环C2时，如图6所示，使阀V1、 V4处于打开状态，使阀V2、 V5处于关闭状态，以适当的角度、时刻使阀V3进行开闭动作。 另外，使电池用风扇ll运转。
从而，在通过以适当的风量利用电池用风扇ll使经过了通 ^各A2的内部空气(例如1(TC )通过电池12来冷却或加热电池12 之后，使该内部空气经由通路A7返回车室内，此时，预先预测 通过电池12后的空气的温度，以适当的角度、时刻使阀V3开闭 而使行李室3的外部空气在第2壳体5的上游部5a中混合在内部 空气中，以便该空气的温度与经由通路A2返回到车室内后方R 的空气的温度相同。
另外，利用电池12的发热量=空气质量x (Ta-Ta3)来预
测通过电池12后的空气的温度Ta3。
因而，通过4吏通过电池12后经由通路A7返回到车室内后方 R中的空气、与经由通路A7返回到车室内后方R中的空气混合， 能够防止因车室内的温度不稳定而耗费时间调整温度，并且能 够防止车室内的负压化。
电池处于高温时
如图4所示，在例如夏天发生交通堵塞时等情况下，在电 池12处于高温(电池温度TB〉规定值TB2+a)且车室内处于制冷状态C3时，如图7所示，使阀V4、 V5处于打开的状态(其中 阀V4为半开状态)，使阀V1 ~ V3处于关闭状态。另外，使电池 用风扇ll运转。
从而，通过利用电池用风扇11以适当的风量使来自通路A4 的冷风(例如0。C)通过电池12，能够〗吏电池12冷却。
另外，使通过电池12后的空气经由通路A7返回到车室内后 方R，并且经由通路A8导入到行李室3中，从而能够高效进行车 室内的制冷。
另外，在电池12的温度接近规定值TB2的情况下，通过使 阀V 5暂时关闭而使电池12暂时与车外相连通，能够减慢达到规 定值T B 2之前的温度下降速度从而准确地进行电池12的温度调整。
之后，在电池12的温度达到了规定值TB2的情况下，通过 以适当的角度、时刻使阀V5开闭而使电池12与车外相连通，能 够将电池12的温度维持在上述的规定温度范围内。
电池在异常高温时
如图4所示，在电池12处于异常高温(电池温度^规定值 TMAX:相当于技术方案中的最高温度)且车室内处于冷气状 态C4时，如图8所示，通过使阀V1 ~ V3处于关闭状态来冷却电 池12的方法等与上述的电池12为高温时的处理方法相同。
另外，此时，通过使阀V4、 V5处于关闭状态而将通过电池 12后的空气全部自车外排出口 lc向车外排出，能够防止电池12 处于异常高温时、因电解液蒸发而产生的气体进入到车室内， 从而能够将该气体与通过电池12后的空气一 同快速向车外排 出。
接下来，说明效果。
在上述实施例l的电池温度管理装置l中，在电池12处于低温且车室内处于供暖状态C1时，通过向电池12吹热风而使其升 温，由此能够防止放电输出的下降，能够缩短电池12的预热时 间而获得稳定的放电输出。
此外，将通过电池12后的空气导入到车室内后方R以及行 李室3中，能够在对车室内高效率供暖的同时、防止车室内的 负压化。
另外，在电池12处于规定温度范围内且车室内处于内部空 气循环状态C 2时，通过将内部空气和行李室3中的外部空气吹 到电池12上来冷却电池12或预热电池12，能够将电池12的温度 维持在规定温度范围内，从而能够获得电池12的稳定的放电输出。
并且，将通过电池12后的空气导入到车室内后方R中，从 而能够防止车室内的负压化。
并且，通过使经由通路A7返回车室内后方R的空气的温度、 与经由通路A2返回车室内后方R的空气的温度相等，无论是在 冷却电池12 、加热电池12时都能够稳定地进行车室内的空调。
另外，在电池12处于高温且车室内处于冷气状态C3时，通 过将冷风吹到电池12上来使其冷却，能够防止放电输出的下 降，能够缩短电池12的冷却时间而稳定地获得输出。
此外，将通过电池12后的空气导入车室内后方R以及行李 室3中，由此能够在对车室内高效制冷的同时，防止车室内的 负压化。
另外，在电池12处于异常高温且车室内处于冷气状态C4 时，通过将冷风吹到电池12上来使其冷却，能够防止放电输出 的下降，能够缩短电池12的冷却时间而稳定地获得输出。
此外，将通过电池12后的空气全部排出车外，从而能够防 止电池12在异常高温时、因电解液蒸发而产生的气体经由通路A7进入到车室内、或进入到行李室3微小的车室内，从而能够 将该气体与通过电池12后的空气一同快速向车外排出。
以上说明了实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在 不脱离本发明要旨的范围内进行的设计上的变更等也包括在本 发明中。
例如，利用实施例1的后座侧空调单元28来进行电池的温 度管理，但是也可以只利用前座用空调单元20,此时，也可以 将电池12设在车辆前方的发动机室内。
权利要求
1. 一种电池温度管理装置，其用于对搭载在车辆上的电池的温度进行调整，其特征在于，该电池温度管理装置包括车室内风导入部件，其用于将车室内风引导到上述电池；冷却装置，其设在上述车室内风导入部件的中途；回流部件，其用于使通过上述电池后的空气返回车室内。
2. 根据权利要求l所述的电池温度管理装置，其特征在于， 该电池温度管理装置具有在上述电池处于高温时而将通过该电池后的空气向车外排出的排出部件。
3. 根据权利要求1或2所述的电池温度管理装置，其特征在于，该电池温度管理装置具有将热风引导到上述电池的热风导 入部件。
4. 根据权利要求l ~ 3中任意一项所述的电池温度管理装 置，其特征在于，该电池温度管理装置具有将行李室内的空气引导到电池的 行李室外部气体导入部件。
5. 根据权利要求l ~ 4中任意一项所述的电池温度管理装 置，其特征在于，上述车室内风导入部件包括将车室内风经由上述冷却装置 导入电池中的第l空调部件、和使该车室内风绕过该冷却装置 而导入电池中的第2空调部件。
6. 根据权利要求l ~ 5中任意一项所述的电池温度管理装 置，其特征在于，上述车室内风导入部件、热风导入部件、以及行李室外部 空气导入部件分别具有能够利用驱动动作对导向电池的风量进 行调整的阀；调整各阀的阀打开程度，以使上述电池处于规定的温度范 围内。
7. 根据权利要求l ~ 6中任意一项所述的电池温度管理装 置，其特征在于，上述车辆具有调整车室内的温度用的前座侧空调单元和后 座侧空调单元；由后座侧空调单元、或后座侧空调单元的局部构成上述车 室内风导入部件以及热风导入部件。
8. 根据权利要求l ~ 7中任意一项所述的电池温度管理装 置，其特征在于，上述车辆具有调整车室内的温度用的空调单元； 在上述车室内处于内部空气循环时，使通过上述电池后经由回流部件返回到车室内的空气的温度与自空调单元直接返回车室内的空气的温度一致。
9. 根据权利要求2 ~ 8中任意一项所述的电池温度管理装 置，其特征在于，在电池超过上述规定的温度范围后，达到了最高温度时， 上述排出部件将通过电池后的空气向车外排出。
全文摘要
本发明提供一种电池温度管理装置。其能够使通过电池后的空气返回到车室内从而防止车室内的空调效率的恶化、车室内的负压化。其中，该电池温度管理装置设有用于使通过电池(12)后的空气返回到车室内的通路(A7)以及阀(V4)。另外，在电池(12)的温度达到了最高温度时，关闭阀(V4)而将通过电池(12)后的空气自车外排出口(1c)向车外排出。
文档编号B60H1/00GK101468588SQ20081018829
公开日2009年7月1日 申请日期2008年12月23日 优先权日2007年12月26日
发明者谷中拓弥 申请人:康奈可关精株式会社