专利名称：车辆用的电池冷却装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及车辆用的电池冷却装置及其控制方法，更特别地涉及一种冷却安装在车辆中为驱动车辆提供电力的电池和使用冷却过程的热量对车辆内部加热的技术。
背景技术：
目前，车辆已经装配有为车辆提供至少部分驱动力的电动机和执行电动机的电池。电池在充电或放电过程中产生热量，并且包括逆变器和转换器被连接到电池以控制来自/到电池的电力的PE设备也在操作过程中产生热量，并且来自它们的热量应该通过适当的设备除去。图1表示用于车辆的电池500和PE设备502的常规冷却装置方块图。电池500 和PE设备502串联连接，从而从鼓风机504流经电池500的的空气能够在接着冷却PE设备502之后被排放到外面。阀门506被设置在PE设备502的下游以选择是将冷却后所排放的空气循环而进入内部以致于加热内部，还是原封不动地排放空气，并且电热器508被设置成确保在加热内部时使用另外的热量来加热。然而，因为电池500和PE设备502串联连接并被依次冷却，按照上述结构运行的电池冷却装置难以充分地满足电池500和PE设备502所要求的合适的冷却条件。进一步地，当在加热内部的时候电池500中产生泄漏时，有害物质可能会被供给到内部。本发明背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明一般背景技术的理解，因此，不应该被认定为表明或暗示该信息构成对本领域普通技术人员已知的现有技术。
发明内容
一方面，本发明提供一种车辆用的电池冷却装置，其包括安装在冷空气能够通过的第一管线上的电池和安装在冷空气能够通过的第二管线上的PE设备，其中第一管线和第二管线并联连接。本发明典型的实施方式提供一种车辆用的电池冷却装置，其包括分别安装在隔离空间的电池和PE设备；进气导管，被设置成将来自车辆内部的空气分别电池和PE设备供给；排放导管，被设置成将来自进气导管流经电池的空气排放到外面；PE排放导管将从进气导管流经PE设备的空气排放至车辆内部或者外面；第一阀门，设置在将空气从车辆内部分别向向电池和PE设备供给的进气导管内；以及第二阀门，设置在PE排放导管内并且调节流经PE设备排放到车辆内部或外面的空气。
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另一方面，本发明提供了一种电池冷却装置的控制方法，其包括第二阀门控制步骤，通过比较当前内部温度与所要求的内部温度，确定是将冷却PE设备的空气供应至车辆内部还是将空气排放到车辆外面，并随后基于该确定控制第二阀门；需加热的第一阀门控制步骤，如果在第二阀门控制步骤确定当前内部温度低于所要求的内部温度，则通过比较当前PE设备温度与所要求的PE设备温度，并且比较当前电池温度与所要求的电池温度，确定是将从车辆内部吸入的空气仅向PE设备供给，仅向电池供给，还是向PE设备和电池两者供给；以及不需加热的第一阀门控制步骤，如果在第二阀门控制步骤确定当前内部温度不低于所要求的内部温度，则通过比较当前PE设备温度与所要求的PE设备温度，并且比较当前电池温度与所要求的电池温度，确定是将从车辆内部吸入的空气仅向PE设备供给，仅向电池供给，还是向PE设备和电池两者供给。根据本发明的典型实施方式，由于可以分别冷却电池和PE设备，可以实行适合每个设备的冷却特性的优化冷却功能并且防止由于在加热内部过程中电池的泄漏而导致有害物质流入到内部。本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些将从一起充当解释本发明的原理的结合在这里的附图和下列本发明内容中显然得到或者将被详细阐明的。
图1是常规车辆用的电池冷却装置的方块图。图2是根据本发明的典型实施方式的车辆用的电池冷却装置的方块图。图3是表示如图2所示的车辆用的电池冷却装置的实施方式的透视图。图4和5是从其他角度看到的图3的电池冷却装置的示意图。图6至8是表示根据本发明的典型实施方式的车辆用的电池冷却装置的控制方法的流程图。图9是表示本发明的另一实施方式的示意图。应该理解的是，附图不必按比例绘制，仅简化示出说明本发明基本原理的各种优选特征。如本文所公开的包括例如具体尺寸、方向、位置和形状的本发明的具体设计特征， 部分地由特定应用和使用环境确定。在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等效部分。
具体实施例方式现在将在下文中详细参考本发明的各种实施例，其实施例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合示例性实施例来描述本发明，但应理解的是，本说明并非旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖这些示例性实施方式，而且涵盖可包括在所附权利要求所限定的本发明的思想和范围内的各种替代形式、修改形式、等效形式和其它实施方式。参考图2至5描述了本发明典型的实施方式提供一种车辆用的电池冷却装置。该装置包括电池1，PE设备3，进气导管5，排放导管7，PE排放导管9，第一阀门11，以及第二阀门13。电池1和PE设备3分别被装配在隔离的空间。进气导管5被设置成分别将来自车辆内部的空气向电池1和PE设备3供给。排放导管7被设置成将来自进气导管5流经电池1的空气排放到外面。PE排放导管9将来自进气导管5流经PE设备3的空气向车辆的内部或外面供给。第一阀门11被设置在进气导管5内用于分别将来自车辆内部的空气供给至电池1和PE设备3。第二阀门13被设置在PE排放导管9内用于调节流经PE设备 3排放到车辆内部或外面的空气。S卩，用于冷却电池1的空气和用于冷却PE设备3的空气被分别提供，以冷却电池 1和PE设备3，并且仅利用冷却PE设备3的空气加热内部，从而可以从结构上防止由于电池1的泄漏导致有害物质流入内部。鼓风机15被设置于进气导管5以吸入来自车辆内部的空气并且将空气送到电池 1和PE设备3。第一阀门11被设置在鼓风机15的下游并且在第一阀门11所设置的位置， 进气导管5被分开为供应空气给电池1的电池供应导管17和供应空气给PE设备3的PE 供应导管19。在第二阀门13所设置的位置，PE排放导管9被分开为供应空气给车辆内部的内部加热导管21和连接到排放导管7以将空气排放到外面的外部连接导管23。因此，通过内部加热导管21排放的空气有助于对内部加热，并且送出到外部连接导管23的空气通过排放导管7排放到外面。在另一实施方式中，如图9中所示，在内部加热导管21内的第二阀门13的下游还设置有用于加热空气的电热器25。当空气的温度不足以加热内部时，电热器25能够允许在冷却PE设备3之后排放的空气被另外地加热并且随后被排放到内部。参考图6至8，描述上述的电池冷却装置的控制方法。该方法包括第二阀门控制步骤(S100)，需加热的第一阀门控制步骤(S200)，以及不需加热的第一阀门控制步骤 (S300)。第二阀门控制步骤包括通过比较当前内部温度Tcabin与所要求的内部温度Tkeq CABIN'确定是供应冷却PE设备3的空气给内部还是将空气排放到车辆外面，并随后基于该确定控制第二阀门13。需加热的第一阀门控制步骤包括，如果在第二阀门控制步骤确定当前内部温度 Tcabin低于所要求的内部温度Tkeq。ABIN，则通过比较当前PE设备温度Tpe与所要求的PE设备温度Tkeq pe并且比较当前电池温度Tbat与所要求的电池温度TKEQ—BAT，确定是将从车辆内部吸入的空气仅向PE设备3供给，仅向电池1供给，还是向PE设备3和电池1两者供给。不需加热的第一阀门控制步骤包括，如果在第二阀门控制步骤确定当前内部温度 Tcabin不低于所要求的内部温度Tkeq fflBIN，则通过比较当前PE设备温度Tpe与所要求的PE设备温度Tkeq pe并且比较当前电池温度Tbat与所要求的电池温度TKEQ—BAT，确定是将从车辆内部吸入的空气仅向PE设备3供给，仅向电池1供给，还是向PE设备3和电池1两者供给。更具体地，通过比较当前内部温度Tcabin与所要求的内部温度Tkeq CABIN并且根据是否车辆要求加热控制第二控制阀门13，第二阀门控制步骤(S100)确定是将流经PE设备3 的空气通过内部加热导管21供给内部还是通过外部连接导管23和排放导管7将空气排放到外面，并且需加热的第一阀门控制步骤(S200)和不需加热的第一阀门控制步骤(S300) 通过比较当前PE设备温度Tpe与所要求的PE设备温度Tkeq PE并且比较当前电池温度Tbat与所要求的电池温度Tkeqbat，使得第一阀门11将来自进气导管5的空气适当地分配到电池供应导管17和PE供应导管19。执行控制以确定是否在需加热的第一阀门控制步骤(S200)和不需加热的第一阀门控制步骤(S300)中操作鼓风机15。在第二阀门控制步骤(S100)，如果确定当前内部温度Tcabin低于所要求的内部温度Tkeq fflBIN，则通过控制第二阀门13供给已经冷却PE设备3的空气以使热气进入内部加热导管21。另一方面，如果确定当前内部温度Τ·ΙΝ不低于所要求的内部温度TKMIN，则冷却 PE设备3的空气被供给到外部连接导管23。在需加热的第一阀门控制步骤(S200)，如果当前PE设备温度Tpe高于所要求的PE 设备温度Tkeq pe并且当前电池温度Tbat高于所要求的电池温度Tkeq bat，则操作鼓风机15并且控制第一阀门11以将空气送到电池供应导管17和PE供应导管19，从而冷却电池1和PE 设备3并且在将已经冷却电池1的空气通过排放导管7排放到外面的同时，冷却PE设备3 的空气通过内部加热导管21排放到内部以有助于加热。另一方面，如果确定当前PE设备温度Tpe高于所要求的PE设备温度Tkeq PE并且当前电池温度Tbat不高于所要求的电池温度 Teeq bat,则操作鼓风机15并且控制第一阀门11以将空气仅送到PE供应导管19，从而仅PE 设备3被冷却而空气被供应到内部加热。如果确定当前PE设备温度Tpe不高于所要求的PE设备温度Tkeq PE，当前电池温度 Tbat高于所要求的电池温度Tkeq bat，并且当前PE设备温度Tpe高于当前内部温度Τ·ΙΝ，则操作鼓风机15并且控制第一阀门11以将空气送到电池供应导管17和PE供应导管19，从而冷却电池1以及流经PE设备3的空气被供给至内部用于加热。另一方面，如果确定当前PE 设备温度Tpe不高于所要求的PE设备温度Tkeq ΡΕ，当前电池温度Tbat高于所要求的电池温度 Teeq bat,并且当前PE设备温度Tpe不高于当前内部温度Tcabin,则操作鼓风机15并且控制第一阀门11以将空气仅送到电池供应导管17，从而仅电池1被冷却。如果确定当前PE设备温度Tpe不高于所要求的PE设备温度Tkeq ΡΕ，当前电池温度 Tbat不高于所要求的电池温度Tkeq bat，并且当前PE设备温度Tpe高于当前内部温度Τ·ΙΝ，则操作鼓风机15并且控制第一阀门11以将空气仅送到PE供应导管19，从而流经PE设备3 的空气被用来加热内部。另一方面，如果确定当前PE设备温度TPE不高于所要求的PE设备温度Tkeq pe,当前电池温度Tbat不高于所要求的电池温度Tkeq bat，并且当前PE设备温度Tpe 不高于当前内部温度Τ。ΑΒΙΝ，则停止鼓风机15。在不需加热的第一阀门控制步骤(S300)，如果确定当前PE设备温度Tpe高于所要求的PE设备温度Tkeq pe,当前电池温度Tbat高于所要求的电池温度Tkeq bat，则操作鼓风机15 并且控制第一阀门11以将空气都送到电池供应导管17和PE供应导管19，从而冷却电池1 和PE设备3，并且已经冷却电池1和PE设备3的空气被排放到外面。另一方面，如果确定当前PE设备温度Tpe高于所要求的PE设备温度Tkeq ΡΕ，当前电池温度Tbat不高于所要求的电池温度Tkeq bat，则操作鼓风机15并且控制第一阀门11以将空气仅送到PE供应导管19从而仅PE设备3被冷却并且已经冷却PE设备的空气依次经过外部连接导管23和排放导管7 被排放到外面。另一方面，如果确定当前PE设备温度Tpe不高于所要求的PE设备温度Tkeq ΡΕ，当前电池温度Tbat高于所要求的电池温度Tkeq ΒΑΤ，则操作鼓风机15并且控制第一阀门11 以将空气仅送到电池供应导管17，从而仅电池1被冷却并且已经冷却电池的空气通过排放导管7被排放到外面。另一方面，如果确定当前PE设备温度Tpe不高于所要求的PE设备温度TKEQ—ΡΕ，当前电池温度Tbat不高于所要求的电池温度Tkeq bat，则停止鼓风机15。前面所描述的本发明具体的典型实施方式已经对图示和描述进行陈述。这些并不是穷举的或者将本发明限制在所公开的确定形式，并且显然地，许多修改和变化在上述的教导下是有可能的。选择和描述这些示例性的例子是为了解释本发明的某些原理和它们的实际应用，从而使得本领域的技术人员了解和利用本发明的各种优选的实施方式和各种替代和修改。本发明的范围由所附的权利要求及其等价形式限定。
权利要求
1.一种车辆用的电池冷却装置，其特征在于， 包括分别安装在隔离空间的电池和PE设备；进气导管，被设置成将来自车辆内部的空气分别向所述电池和所述PE设备供给； 排放导管，被设置成将来自所述进气导管流经所述电池的空气排放到外面； PE排放导管，将从所述进气导管流经所述PE设备的空气排放到车辆内部或者外面； 第一阀门，设置在将空气从车辆内部分别向所述电池和所述PE设备供给的所述进气导管内；以及第二阀门，设置在所述PE排放导管内并且调节流经所述PE设备并排放到车辆内部或外面的空气。
2.如权利要求1所述的车辆用的电池冷却装置，其特征在于，鼓风机被设置在所述进气导管中，以吸入来自车辆内部的空气并且将空气送到所述电池和所述PE设备，所述第一阀门被设置在所述鼓风机的下游，以及在设置所述第一阀门的位置上，所述进气导管被分开为供应空气给所述电池的电池供应导管和供应空气给所述PE设备的PE供应导管。
3.如权利要求2所述的车辆用的电池冷却装置，其特征在于，在设置所述第二阀门的位置上，所述PE排放导管被分开为供应空气给车辆内部的内部加热导管和连接到所述排放导管以将空气排放到外面的外部连接导管。
4.如权利要求3所述的车辆用的电池冷却装置，其特征在于，在所述内部加热导管内，在所述第二阀门的下游还设置有加热空气的电热器。
5.一种如权利要求2所述的电池冷却装置的控制方法，其特征在于， 包括第二阀门控制步骤，通过比较当前内部温度与所要求的内部温度，确定是将冷却所述 PE设备的空气供应至车辆内部还是将空气排放到车辆外面，并且随后基于该确定控制第二阀门；需加热的第一阀门控制步骤，如果在所述第二阀门控制步骤确定所述当前内部温度低于所述所要求的内部温度，则通过比较所述当前PE设备温度与所要求的PE设备温度并且比较所述当前电池温度与所要求的电池温度，确定是将从车辆内部吸入的空气仅向所述PE 设备供给，仅向所述电池供给，还是向所述PE设备和所述电池两者供给；以及不需加热的第一阀门控制步骤，如果在所述第二阀门控制步骤确定所述当前内部温度不低于所述所要求的内部温度，则通过比较所述当前PE设备温度与所述所要求的PE设备温度并且比较所述当前电池温度与所述所要求的电池温度，确定是将从车辆内部吸入的空气仅向所述PE设备供给，仅向所述电池供给，还是向所述PE设备和所述电池两者供给。
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，执行控制以确定是否在所述需加热的所述第一阀门控制步骤和所述不需加热的第一阀门控制步骤中操作所述鼓风机。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，如果在所述第二阀门控制步骤确定所述当前内部温度低于所述所要求的内部温度，则通过控制所述第二阀门供应已冷却所述PE设备的空气以使热气进入所述内部加热导管， 并且如果在所述第二阀门控制步骤确定所述当前内部温度不低于所述所要求的内部温度， 则已冷却所述PE设备的空气向所述外部连接导管供给。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，如果在所述需加热的第一阀门控制步骤确定所述当前PE设备温度高于所述所要求的 PE设备温度并且所述当前电池温度高于所述所要求的电池温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气送到所述电池供应导管和所述PE供应导管，如果确定所述当前PE设备温度高于所述所要求的PE设备温度并且所述当前电池温度不高于所述所要求的电池温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气仅送到所述PE供应导管，如果确定所述当前PE设备温度不高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度高于所述所要求的电池温度，并且所述当前PE设备温度高于所述当前内部温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气送到所述电池供应导管和所述PE供应导管，以及如果确定所述当前PE设备温度不高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度高于所述所要求的电池温度，并且所述当前PE设备温度不高于所述当前内部温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气仅送到所述电池供应导管。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，如果确定所述当前PE设备温度不高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度不高于所述所要求的电池温度，并且所述当前PE设备温度高于所述当前内部温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气仅送到所述PE供应导管，如果确定所述当前PE设备温度不高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度不高于所述所要求的电池温度，并且所述当前PE设备温度不高于所述当前内部温度，则停止所述鼓风机。
10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，如果在所述不需加热的第一阀门控制步骤确定所述当前PE设备温度高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度高于所述所要求的电池温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气送到所述电池供应导管和所述PE供应导管，如果确定所述当前PE设备温度高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度不高于所述所要求的电池温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气仅送到所述PE供应导管，如果确定所述当前PE设备温度不高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度高于所述所要求的电池温度，则操作所述鼓风机并且控制所述第一阀门以将空气仅送到所述电池供应导管，如果确定所述当前PE设备温度不高于所述所要求的PE设备温度，所述当前电池温度不高于所述所要求的电池温度，则停止所述鼓风机。
11.一种车辆用的冷却装置，其特征在于，包括安装在冷空气能够通过的第一管线上的电池；以及安装在冷空气能够通过的第二管线上的PE设备， 其中所述第一管线和所述第二管线并联连接。
全文摘要
本发明提供一种车辆用的电池冷却装置，包括安装在冷空气能够通过的第一管线的电池和安装在冷空气能够通过的第二管线的PE设备，第一管线和第二管线并联连接。利用这种结构，可以实现优化的冷却功能。
文档编号H01M10/50GK102420343SQ20101056545
公开日2012年4月18日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年9月27日
发明者具俊模, 尹正焕, 朴俊奎, 朴熙相, 田浩锡, 金玄, 金相河 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社