電池組和車輛加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池組，包括：電池模塊（6），該電池模塊（6）容納單元電池；熱儲存部分（11），該熱儲存部分包括熱儲存容器，該熱儲存容器接收熱儲存部件（13）；冷卻通道，熱儲存部分的熱量通過該冷卻通道而發(fā)散和排出；以及冷卻源，該冷卻源冷卻熱儲存部分。熱儲存部件（13）在從固態(tài)變化成液態(tài)時吸收熱量，并在從液態(tài)變化成固態(tài)時散發(fā)熱量。熱儲存容器（12）與電池模塊（6）熱連接。驅(qū)動該冷卻源（21）以使得冷卻介質(zhì)循環(huán)至冷卻通道（18a、18b），且通過通道（18a、18b）排出的熱儲存部分（11）的熱量被排出至外部。
【專利說明】電池組和車輛加熱裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求在先日本專利申請如.2012-254558的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請^0.2012-254558的申請日為2012年11月20日，該文獻整個被本文參引。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]這里介紹的實施例涉及一種具有熱儲存部件的電池組以及一種包括該電池組的車輛加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)提出了通過將熱儲存部件布置在與電池組的電池?zé)徇B接的狀態(tài)而通過熱儲存部件(也稱為潛熱儲存部件)來吸收由電池產(chǎn)生的熱量，該熱儲存部件包括相變材料，該相變材料在從固態(tài)變化成液態(tài)時吸收熱量，并在從液態(tài)變化成固態(tài)時散發(fā)熱量。
[0005]當(dāng)熱儲存部件的溫度低于電池溫度時，熱儲存部件可以吸收電池的熱量。不過，當(dāng)電池在熱儲存部件從固態(tài)的熔化由于吸收熱量而完成和溫度升高的狀態(tài)下產(chǎn)生熱量時，液態(tài)熱儲存部件可能不吸收電池的熱量。因此，有電池的溫度異常和過度升高的問題。
[0006]特別是，已知與在車輛驅(qū)動過程中的發(fā)熱相比，車輛電池組的電池在充電的過程中伴隨著大量的發(fā)熱。當(dāng)電池溫度隨著充電而過度升高時，有電池的可靠性降低的問題，例如加速電池的壽命降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明公開了一種電池組，其特征在于包括:電池模塊，該電池模塊容納單元電池；熱儲存部分，該熱儲存部分包括:熱儲存部件，該熱儲存部件在從固態(tài)變化成液態(tài)時吸收熱量，并在從液態(tài)變化成固態(tài)時散發(fā)熱量；以及熱儲存容器，該熱儲存容器容納熱儲存部件，并與電池模塊熱連接；冷卻通道，熱儲存部分的熱量通過該冷卻通道而發(fā)散和排出；以及冷卻源，該冷卻源使得冷卻介質(zhì)循環(huán)至冷卻通道。[0008]根據(jù)所述的電池組，其特征在于還包括:冷卻通道部件，該冷卻通道部件形成冷卻通道，并與熱儲存容器熱連接，這樣，熱儲存部分插入在冷卻通道部件和電池模塊之間。
[0009]根據(jù)所述的電池組，其特征在于:冷卻通道部件布置成沿與熱儲存容器的側(cè)部垂直的方向彈性變形的狀態(tài)，冷卻通道部件與該熱儲存容器接觸。
[0010]根據(jù)所述的電池組，其特征在于:熱儲存部件包括熱儲存材料，該熱儲存材料包括過冷處理，且電池組還包括晶核形成單元，該晶核形成單元使得過冷的熱儲存部件結(jié)晶。
[0011]一種車輛加熱裝置，其特征在于包括:上述的電池組；室內(nèi)出口，該室內(nèi)出口與冷卻通道連通；室外出口，該室外出口與冷卻通道連通；以及轉(zhuǎn)換閥，該轉(zhuǎn)換閥選擇地使得室內(nèi)出口或室外出口與冷卻通道連通。
[0012]根據(jù)所述的車輛加熱裝置，其特征在于還包括:車內(nèi)溫度檢測單元，該車內(nèi)溫度檢測單元檢測車內(nèi)空間的溫度；以及控制單元，該控制單元控制轉(zhuǎn)換閥，以便當(dāng)由車內(nèi)溫度檢測單元檢測的車內(nèi)溫度低于設(shè)置值時使得冷卻通道和室內(nèi)出口相互連通，且該控制單元控制轉(zhuǎn)換閥，以便當(dāng)由車內(nèi)溫度檢測單元檢測的車內(nèi)溫度高于設(shè)置值時使得冷卻通道和室外出口相互連通。
[0013]根據(jù)所述的電池組，其特征在于還包括:電池溫度檢測單元，該電池溫度檢測單元檢測電池模塊的溫度，其中，當(dāng)由電池溫度檢測單元檢測的電池溫度高于設(shè)置值時，驅(qū)動冷卻源。
[0014]根據(jù)所述的車輛加熱裝置，其特征在于還包括:上述的電池組；室內(nèi)出口，該室內(nèi)出口與冷卻通道連通；室外出口，該室外出口與冷卻通道連通；轉(zhuǎn)換閥，該轉(zhuǎn)換閥選擇地使得室內(nèi)出口或室外出口與冷卻通道連通；車內(nèi)加熱單元，該車內(nèi)加熱單元增加車內(nèi)空間的溫度；以及控制單元，該控制單元控制轉(zhuǎn)換閥，以便當(dāng)由電池溫度檢測單元檢測的電池溫度低于設(shè)置值時使得冷卻通道和室內(nèi)出口相互連通，且驅(qū)動冷卻源(21),以使得由車內(nèi)加熱單元加熱的車內(nèi)空間的空氣流回至冷卻通道。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示根據(jù)第一實施例的電池組的示意結(jié)構(gòu)的剖視平面圖；
[0016]圖2是表示根據(jù)實施例的、圖1的電池組的冷卻通道部件的第一方面的透視圖；
[0017]圖3是表示根據(jù)實施例的、圖1的電池組的冷卻通道部件的第二方面的透視圖；
[0018]圖4是表示根據(jù)實施例的、圖1的電池組的冷卻通道部件的第三方面的透視圖；
[0019]圖5是示意表示根據(jù)第二實施例的車輛加熱裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；
[0020]圖6是表示圖5的車輛加熱裝置的控制處理過程的流程圖；
[0021]圖7是示意表示根據(jù)第三實施例的車輛加熱裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；以及
[0022]圖8是表示圖7的車輛加熱裝置的控制處理過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]第一實施例
[0024]下面將參考圖1至4詳細介紹根據(jù)第一實施例的電池組。
[0025]如圖1中所示，電池組1包括電池組外殼2、電池模塊6、熱儲存部分11、冷卻通道部件15、冷卻通道183和186、冷卻源21和介質(zhì)通過口 25。
[0026]電池組外殼2包括進氣歧管部分3和與其相對應(yīng)的排氣歧管部分4。
[0027]電池模塊6由模塊外殼7和多個單元電池8形成，各單元電池由可再充電電池構(gòu)成。單元電池8在彼此沿厚度方向重疊的狀態(tài)下接收于模塊外殼7中，并布置成沿豎直方向(畫圖1的紙張平面的厚度方向)延伸。使用至少一個電池模塊6。例如，在該實施例中，表示了使用三個電池模塊6的實例。電池模塊6以規(guī)則間隔接收和保持在電池組外殼2中。
[0028]在構(gòu)成接收于電池模塊6內(nèi)的單元電池8的可再充電電池中，可以使用多種可再充電電池。在可再充電電池中，例如非水的電解質(zhì)可再充電電池是通過鋰離子在正電極和負電極之間運動而進行充電和放電的可再充電電池，并可以獲得比鎳鎘可再充電電池或鎳氫可再充電電池更高的電壓，該鎳鎘可再充電電池或鎳氫可再充電電池使用水溶液，而不是使用在電解質(zhì)中的有機溶劑。當(dāng)前已經(jīng)商品化的非水電解質(zhì)可再充電電池使用含鋰的鈷復(fù)合材料氧化物或含鋰的鎳復(fù)合材料氧化物作為正電極活性材料，且碳基材料或鈦酸鋰用作負電極活性材料。不過，它們并不局限于此。
[0029]熱儲存部分11以這樣的狀態(tài)接收于電池組外殼2中，在該狀態(tài)中，熱儲存部分11插入在各電池模塊6的兩側(cè)。熱儲存部分11包括熱儲存容器12和充裝在容器中的熱儲存部件13。
[0030]熱儲存容器12由可以根據(jù)熱儲存部件13的容積變化而變形的材料來制造。熱儲存部件13使用潛熱儲存部件，該潛熱儲存部件包括相變材料，該相變材料在熔點下從固態(tài)變化成液態(tài)時吸收熱量，并在從液態(tài)變化成固態(tài)時散發(fā)熱量。熱儲存部件的實例可以包括石蠟、硫酸氫鈉、醋酸氫鈉等。
[0031]熱儲存部分11布置成使得熱儲存容器12沿厚度方向與模塊外殼7的側(cè)部熱連接的狀態(tài)。措辭“熱連接”是指電池模塊6和熱儲存部分11連接成能夠通過導(dǎo)熱來實現(xiàn)熱交換的狀態(tài)。
[0032]冷卻通道部件15接收于電池組外殼2中，其中，熱儲存部分11插入在接觸熱儲存部分11的電池模塊6和冷卻通道部件15之間。冷卻通道部件15布置在與熱儲存容器12熱連接的狀態(tài)。措辭“熱連接”是指冷卻通道部件15和熱儲存部分11連接成能夠通過導(dǎo)熱來實現(xiàn)熱交換的狀態(tài)。
[0033]冷卻通道部件15的第一方面在圖2中表示。冷卻通道部件15通過將具有良好熱導(dǎo)率的金屬板(例如銅板或鋁板)彎曲至可彈性變形狀態(tài)而形成。例如，圖2的實例的冷卻通道部件15通過將金屬板彎曲成之字形而形成。具體地說，冷卻通道部件15包括多個相互平行的接觸部分153和多個相互平行的接觸部分151且冷卻通道部件15交替地以接觸部分153和156作為開始點而沿相反方向彎曲。
[0034]冷卻通道部件15使得各接觸部分153與熱儲存容器12的側(cè)部接觸，并使得各接觸部分156與另一熱儲存容器12的側(cè)部或電池組外殼2的側(cè)壁接觸，且以彈性變形狀態(tài)布置在它們之間。這樣布置的冷卻通道部件15可沿與熱儲存容器12的側(cè)部(部件與該側(cè)部接觸)垂直的方向彈性變形。在彈性變形過程中，冷卻通道部件15伴隨著沿圖2中的豎直方向的膨脹和收縮。
[0035]在圖3中表示的第二方面的冷卻通道部件15通過將具有良好熱導(dǎo)率的金屬板(例如銅板或鋁板)彎曲成連續(xù)圓弧形狀而形成。冷卻通道部件15的半圓形圓弧部分是連續(xù)的區(qū)域形成多個相互平行的接觸部分151各半圓形圓弧部分的頂點形成多個相互平行的接觸部分15^與第一方面的冷卻通道部件15類似，第二方面的冷卻通道部件15使得各接觸部分153與熱儲存容器12的側(cè)部接觸，并使得各接觸部分156與另一熱儲存容器12的側(cè)部或電池組外殼2的側(cè)壁接觸，且以彈性變形狀態(tài)布置在它們之間。
[0036]在電池組外殼2中的冷卻通道183通過圖2中所示的冷卻通道部件15的相鄰接觸部分153和接觸它們的熱儲存容器12的側(cè)部而隔開，且在電池組外殼2中的冷卻通道1?通過冷卻通道部件15的相鄰接觸部分156和接觸它們的熱儲存容器12的側(cè)部而隔開。
[0037]同樣，在使用圖3中所示的冷卻通道部件15的情況下，在電池組外殼2中的冷卻通道通過冷卻通道部件15的相鄰接觸部分153和接觸它們的熱儲存容器12的側(cè)部而隔開，且在電池組外殼2中的冷卻通道1?通過冷卻通道部件15的相鄰接觸部分156和接觸它們的熱儲存容器12的側(cè)部而隔開。
[0038]各冷卻通道和1?面對熱儲存部分11。還有，冷卻通道18&或1?通過冷卻一側(cè)與熱儲存容器12的側(cè)部接觸，并使得部或電池組外殼2的側(cè)壁接觸，并以彈性變；氣歧管部分4在第三方面的冷卻通道部件5:連通。
形分3連通，并附接在電池組外殼2上。冷3供給冷卻介質(zhì)，例如外部空氣，并例如由了充電之外的操作時(例如在車輛驅(qū)動時，I時冷卻源21由控制單元(未示出)來驅(qū)動。25與排氣歧管部分4連通，并附接在電池:6的各單元電池8都發(fā)熱。該熱量由熱儲分11與模塊外殼7熱連接。因此抑制單元
管部分3、冷卻通道183和186、排氣歧管部1強制空氣冷卻單元。當(dāng)空氣冷卻單元的冷[0048]而且，在強制空氣冷卻中，冷卻通道部件15用作散熱翅片。也就是，冷卻性能提高，因為相對于冷卻通道183和18)3，散熱面積通過冷卻通道部件15而增加。而且，冷卻通道部件15也用作整流板，該整流板抑制空氣流的湍流。
[0049]而且，具有上述結(jié)構(gòu)的電池組1的冷卻通道部件15以彈性變形的狀態(tài)來設(shè)置。也就是，由于要使得冷卻通道部件恢復(fù)的彈性力，熱儲存部分11保持在壓靠電池模塊6的狀態(tài)。因為在熱儲存部分11的熱儲存容器12和模塊外殼7之間的接觸表面壓力增加，因此電池模塊6的熱量可以由熱儲存部件13高效吸收。這樣，因為在熱儲存容器12和冷卻通道部件15之間的接觸表面壓力也增加，因此降低在它們之間的接觸熱阻，因此，熱儲存部件13的熱量可以高效地傳遞給冷卻通道部件15。因此提高了冷卻性能。
[0050]還有，包括相變材料的熱儲存部件13的密度將根據(jù)在固態(tài)和液態(tài)之間的相變而變化，在該固態(tài)中，溫度低于熔點，在該液態(tài)中，溫度高于熔點。因此，在熱儲存部件13中產(chǎn)生伴隨膨脹和收縮的容積變化。
[0051]當(dāng)熱儲存部件13的容積變化時，熱儲存容器12因此變形。這樣，沿使得冷卻通道部件15與熱儲存部分11分離的方向(換句話說，與熱儲存容器12的側(cè)部垂直的方向，冷卻通道部件15與該側(cè)部接觸)產(chǎn)生彈性變形。因此，將吸收熱儲存部件13的容積變化。
[0052]因此，將抑制在熱儲存部分11的熱儲存容器12和模塊外殼7之間的接觸表面壓力和在熱儲存容器12和冷卻通道部件15之間的接觸表面壓力的降低，從而保持較高接觸表面壓力。因此，不管熱儲存部件13的容積變化如何，在接觸交界面之間的接觸熱阻都可以降低，且可以抑制電池溫度的過度升高。
[0053]第二實施例
[0054]圖5和6表示了第二實施例。該第二實施例與第一實施例的區(qū)別在于后面將介紹的結(jié)構(gòu)，且其它結(jié)構(gòu)與第一實施例相同。因此，與第一實施例中相同的參考標(biāo)號用于具有與第一實施例相同或類似功能的部件，并省略它們的說明。
[0055]第二實施例示例說明了車輛加熱裝置，該車輛加熱裝置也使用電池組1作為熱源。裝置安裝在電動車輛(例如電動汽車)上，且電池組主要用作驅(qū)動電動車輛的驅(qū)動馬達的電源。
[0056]如圖5中所示，車輛加熱裝置包括電池組1、開口于車內(nèi)空間31的室內(nèi)出口 32、開口于車內(nèi)空間31外部的室外出口 33、轉(zhuǎn)換閥34、車內(nèi)溫度檢測單元35和控制單元36。
[0057]包含在第二實施例的車輛加熱裝置中的電池組1使用具有過冷的熱儲存部件作為熱儲存部分11的熱儲存部件13，并包括晶核形成單元27。晶核形成單元27接觸熱儲存部件13，并用于釋放處于過冷狀態(tài)的熱儲存部件13的過冷。在釋放過冷之后，熱儲存部件13發(fā)熱。晶核形成單元27包括在兩個電極之間施加電壓的單元、或者具有不均勻性的片簧、以及促動器。作為促動器，可以采用為了局部過冷使得片簧或向熱電元件施加電壓的單元運動的單元。
[0058]除此之外，電池組1的結(jié)構(gòu)與上面在第一實施例中所述的電池組相同，包括未示出的結(jié)構(gòu)。
[0059]因此，可以獲得在第一實施例中所述的電池組1的效果。也就是，即使在電池組1的充電過程中由單元電池8產(chǎn)生的熱量增加，也抑制電池溫度的過度升高，這不會導(dǎo)致可靠性降低，例如降低單元電池的壽命。[0060]還有，在第二實施例中，電池組1的晶核形成單元27用于通過例如向過冷熱儲存部件13提供電刺激而結(jié)晶(固化)已經(jīng)熔化成液態(tài)的熱儲存部件13。
[0061]電池組1的介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32通過第一管37來連接。因此，電池組1的冷卻通道183和1?與室內(nèi)出口 32可以相互連通。介質(zhì)通過口 25和室外出口 33通過從第一管37分支的第二管38來連接。因此，冷卻通道183和1?與室外出口 33可以相互連通。
[0062]轉(zhuǎn)換閥34布置在第一管37和第二管38之間的連接部分處。轉(zhuǎn)換閥34可以設(shè)置成選擇第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)和第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)。轉(zhuǎn)換閥34的轉(zhuǎn)換狀態(tài)選擇可以人工操作，但是在第二實施例中使用電磁驅(qū)動類型的轉(zhuǎn)換閥34，該轉(zhuǎn)換閥34自動地進行轉(zhuǎn)換狀態(tài)選擇。
[0063]當(dāng)轉(zhuǎn)換閥34選擇第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)時，介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室外出口 33之間的連通被切斷。相反，當(dāng)轉(zhuǎn)換閥34選擇第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)時，介質(zhì)通過口 25和室外出口 33相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32之間的連通被切斷。
[0064]車內(nèi)溫度檢測單元35檢測車內(nèi)空間31的溫度，并提供有例如安裝成面對車內(nèi)空間31的溫度傳感器。因為車內(nèi)溫度檢測單元35通過第一電線39而與控制單元36電連接，因此將車內(nèi)溫度檢測單元35的檢測信息(車內(nèi)溫度)提供給控制單元36。
[0065]控制單元36負責(zé)根據(jù)輸入給它的車內(nèi)溫度而控制轉(zhuǎn)換閥34的狀態(tài)轉(zhuǎn)換?？刂茊卧?6通過第二電線40而與轉(zhuǎn)換閥34電連接?？刂茊卧?6提供為控制器的部件，該控制器安裝在車輛上，并負責(zé)整個車輛的電控制，但是控制單元36可以提供為與控制器分離。
[0066]下面將參考圖6的流程圖來介紹第二實施例的車輛加熱裝置的操作。
[0067]在除了充電之外的期間中，由車內(nèi)溫度檢測單元35檢測的車內(nèi)溫度Tin(步驟301)傳遞給控制單元36。由此，控制單元36判斷該車內(nèi)溫度是否低于包含在控制單元36中的對比單元預(yù)先設(shè)置的溫度參考值1110 (步驟302〉。
[0068]當(dāng)車內(nèi)溫度III！低于參考值111111時，步驟302的判斷為犯3，控制單元36執(zhí)行步驟303。因此，開始電池組1的強制空氣冷卻操作，且轉(zhuǎn)換閥34變成第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)，這樣，介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室外出口 33之間的連通被切斷。因此，從電池組1強制排出的冷卻介質(zhì)(也就是，由于熱儲存部分11的熱儲存部件13的熱量排出而升高溫度的空氣)從電池組1引導(dǎo)通過第一管37，從室內(nèi)出口 32吹出至車內(nèi)空間31，并供給用于加熱車內(nèi)空間31。
[0069]當(dāng)車內(nèi)溫度丁1！1低于參考值打加時，由熱儲存部件13在充電和驅(qū)動過程中吸收的熱量在除了充電之外的期間發(fā)散，且加熱的空氣供給車內(nèi)空間31，這可以降低用于加熱車內(nèi)空間31所需的功率消耗。
[0070]還有，在除了充電之外的期間中，當(dāng)車內(nèi)溫度了111大于參考值1110時，步驟302的判斷為NO，且控制單元36執(zhí)行步驟304。因此，開始電池組1的強制空氣冷卻操作，且轉(zhuǎn)換閥34變成第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)，這樣，介質(zhì)通過口 25和室外出口 33相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32之間的連通被切斷。因此，從電池組1強制排出的冷卻介質(zhì)(也就是，由于熱儲存部分11的熱儲存部件13的熱量排出而升高溫度的空氣)并不導(dǎo)向車內(nèi)空間31，而是通過第一管37的一部分和第二管38而從室外出口 33吹出至車內(nèi)空間31的外部。
[0071]這樣，通過向車內(nèi)空間31的外部排出熱量，將抑制車內(nèi)空間31的溫度升高。因此，當(dāng)車內(nèi)空間31通過例如熱泵類型空調(diào)來冷卻時將降低負載，因此可以降低用于冷卻所需的功率消耗。
[0072]車輛的加熱性能在起動時最需要，也就是在開始驅(qū)動車輛時。在電動車輛中，根據(jù)電動車輛的操作狀態(tài)，電池組1產(chǎn)生熱量的時期和需要室內(nèi)加熱的時期可能不同。例如，具有電池的最大發(fā)熱的充電使用半夜電來進行，車輛在下一天驅(qū)動。
[0073]在這種情況下，包含在具有上述結(jié)構(gòu)的電池組1中的熱儲存部分11的熱儲存部件13通過使用過冷狀態(tài)來保持電池模塊6的熱量(該熱量通過由半夜電充電來產(chǎn)生)直到下一天。也就是，熱儲存部件13吸收電池模塊6的熱量并成為液態(tài)，但是熱儲存部件13過冷。因此，即使在半夜充電之后當(dāng)溫度根據(jù)溫度降而低于熔點時，熱儲存部件13也不固化，且熱儲存部件13可以保持過冷液態(tài)(也就是積累潛熱的狀態(tài)因此，通過在下一天起動時操作晶核形成單元27，過冷的熱儲存部件13可以形成晶核和進行結(jié)晶。由此散發(fā)潛熱。
[0074]因此，在車輛起動時，通過驅(qū)動電池組1的冷卻源21和晶核形成單元27，積累在熱儲存部件13中的熱量(潛熱)排出至從冷卻源21發(fā)送的空氣中，且加熱的空氣可以供給車內(nèi)空間31。
[0075]第三實施例
[0076]圖7和8表不了第三實施例。該第三實施例與第一實施例的區(qū)別在于后面將介紹的結(jié)構(gòu)，且其它結(jié)構(gòu)與第一實施例相同。因此，與第一實施例中相同的參考標(biāo)號用于具有與第一實施例相同或類似功能的部件，并省略它們的說明。
[0077]第三實施例示例說明了車輛加熱裝置，該車輛加熱裝置也使用電池組1作為熱源。該裝置安裝在電動車輛(例如電動汽車)上，且電池組主要用作驅(qū)動電動車輛的驅(qū)動馬達的電源。
[0078]如圖7中所示，車輛加熱裝置包括電池組1、開口于車內(nèi)空間31的室內(nèi)出口 32、開口于車內(nèi)空間31外部的室外出口 33、轉(zhuǎn)換閥34、車內(nèi)加熱單元42和控制單元36。車內(nèi)加熱單元42用于通過向車內(nèi)空間31供給熱空氣來增加車內(nèi)溫度，并通過電加熱器或熱泵類型空調(diào)來設(shè)置。
[0079]第三實施例的電池組1包括電池溫度檢測單元44，該電池溫度檢測單元44例如提供有檢測電池模塊6的溫度的溫度傳感器。電池溫度檢測單元44通過第三電線48而與控制單元36電連接，將電池溫度檢測單元44的檢測信息(電池溫度)提供給控制單元36。還有，第三實施例的電池組1的冷卻源21提供有空氣風(fēng)扇或空氣泵，該空氣風(fēng)扇或空氣泵可通過改變向其供給的電流的方向而順時針方向或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。除此之外，電池組1的結(jié)構(gòu)與上面在第一實施例中所述的電池組相同，包括未示出的結(jié)構(gòu)。
[0080]因此，可以獲得在第一實施例中所述的電池組1的效果。也就是，即使在電池組1的充電過程中由單元電池8產(chǎn)生的熱量增加，也抑制電池溫度的過度升高，這不會導(dǎo)致可靠性降低，例如降低單元電池的壽命。
[0081]電池組1的介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32通過第一管37來連接。因此，電池組1的冷卻通道183和1?與室內(nèi)出口 32可以相互連通。介質(zhì)通過口 25和室外出口 33通過從第一管37分支的第二管38來連接。因此，冷卻通道183和1?與室外出口 33可以相互連通。
[0082]轉(zhuǎn)換閥34布置在第一管37和第二管38之間的連接部分處。轉(zhuǎn)換閥34可以設(shè)置成選擇第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)和第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)。轉(zhuǎn)換閥34的轉(zhuǎn)換狀態(tài)選擇可以人工操作，但是在第三實施例中使用電磁驅(qū)動類型的轉(zhuǎn)換閥34，該轉(zhuǎn)換閥34自動地進行轉(zhuǎn)換狀態(tài)選擇。
[0083]當(dāng)轉(zhuǎn)換閥34選擇第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)時，介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室外出口 33之間的連通被切斷。相反，當(dāng)轉(zhuǎn)換閥34選擇第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)時，介質(zhì)通過口 25和室外出口 33相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32之間的連通被切斷。
[0084]控制單元36負責(zé)根據(jù)輸入給它的電池溫度而控制轉(zhuǎn)換閥34的狀態(tài)轉(zhuǎn)換?？刂茊卧?6通過第二電線40而與轉(zhuǎn)換閥34電連接?？刂茊卧?6提供為控制器的部件，該控制器安裝在車輛上，并負責(zé)整個車輛的電控制，但是控制單元36可以提供為與控制器分離。
[0085]下面將參考圖7的流程圖來介紹第三實施例的車輛加熱裝置的操作。
[0086]在車內(nèi)加熱單元42操作和車內(nèi)空間31處于加熱狀態(tài)的情況下，由電池溫度檢測單元44檢測的電池溫度TB(步驟311)傳遞給控制單元36。由此，控制單元36判斷該電池溫度1?是否低于包含在控制單元36中的對比單元預(yù)先設(shè)置的溫度參考值Tlim (步驟S12)。 [0087]當(dāng)電池溫度1?低于參考值111111時，步驟312的判斷為犯3，控制單元36執(zhí)行步驟313。因此，冷卻源21驅(qū)動成電池加熱模式，且轉(zhuǎn)換閥34變成第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)，這樣，介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室外出口 33之間的連通被切斷。因此，在電池加熱模式中驅(qū)動的冷卻源21將空氣吸入電池組1內(nèi)部，并將吸入的空氣排出至電池組1的外部。
[0088]這樣，由車內(nèi)加熱單元42加熱的車內(nèi)空間31的空氣循環(huán)通過第一管37-介質(zhì)通過口 25-排氣歧管部分4-冷卻通道和18卜進氣歧管部分3-冷卻源21。因此，經(jīng)過冷卻通道183和1?的加熱空氣的熱量積累在熱儲存部分11的熱儲存部件13中，且電池模塊6由熱儲存部件13的熱量來加熱。
[0089]當(dāng)車輛在寒冷天氣(例如冬季)中起動時，電池組1處于冷狀態(tài)。因為電池溫度較低，因此電池組1的輸出電壓將降低。因此，如上所述，電池模塊6通過將車內(nèi)空間31的溫暖空氣引入電池組1中而被加熱，這可以抑制電池組1的輸出電壓降低。
[0090]在這種情況下，當(dāng)在寒冷狀態(tài)下起動車輛時，車內(nèi)空間也同時需要加熱。因此，電池組1繼續(xù)由溫暖空氣加熱相對較長時間將損害快速車內(nèi)加熱。不過，熱儲存部分11的熱儲存部件13可以積累溫暖空氣的熱量。因此，當(dāng)熱量在起動之前積累于熱儲存部件13中時，能夠在起動后通過由熱儲存部件13的熱量來加熱電池模塊6而使它保持溫暖。這樣，能夠抑制車內(nèi)溫度在起動時的快速加熱受損的問題，并能夠抑制用于加熱所需的功率消耗。因此，當(dāng)在電池組1的充電過程中執(zhí)行從車內(nèi)加熱單元42向電池組1的上述熱量供給時，能夠在車輛的驅(qū)動過程中抑制上述問題(車內(nèi)溫度的快速加熱受損和功率消耗增加
[0091]還有，當(dāng)控制單元36使得轉(zhuǎn)換閥34轉(zhuǎn)換至第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)，且驅(qū)動冷卻源21以使得電池組1外部的空氣吸入電池組1中時，流過電池組1內(nèi)的冷卻通道183和186的空氣與熱儲存部分11進行換熱。在換熱后，從電池組1強制排出的冷卻介質(zhì)(也就是，由于熱儲存部分11的熱儲存部件13的熱量排出而升高溫度的空氣)從電池組1引導(dǎo)通過第一管37，從室內(nèi)出口 32吹出至車內(nèi)空間31，并供給為用于加熱車內(nèi)空間31。
[0092]當(dāng)電池溫度1?高于參考值1110時，步驟312的判斷為勵，控制單元36執(zhí)行步驟314。因此，驅(qū)動冷卻源21，以使得電池組1外部的空氣吸入電池組1內(nèi)。這樣，轉(zhuǎn)換閥34變成第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)，介質(zhì)通過口 25和室外出口 33相互連通，而在介質(zhì)通過口 25和室內(nèi)出口 32之間的連通被切斷。
[0093]因此，從電池組1強制排出的冷卻介質(zhì)(也就是，由于熱儲存部分11的熱儲存部件13的熱量排出而升高溫度的空氣)并不導(dǎo)向車內(nèi)空間31，而是通過第一管37的一部分和第二管38而從室外出口 33吹出至車內(nèi)空間31的外部。
[0094]盡管已經(jīng)介紹了某些實施例，但是這些實施例只是通過實例來提供，而并不是限制本發(fā)明的范圍。實際上，這里所述的新穎實施例可以以多種其它方式來實施；而且，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可以對這些所述的實施例的形式進行多種省略、代替和變化。附加權(quán)利要求和它們的等效物將覆蓋落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的這些形式或變化。
【權(quán)利要求】
1.一種電池組，其特征在于包括: 電池模塊(6),^電池模塊(6)容納單元電池； 熱儲存部分(11),該熱儲存部分(11)包括:熱儲存部件(13),該熱儲存部件(13)在從固態(tài)變化成液態(tài)時吸收熱量，并在從液態(tài)變化成固態(tài)時散發(fā)熱量；以及熱儲存容器，該熱儲存容器容納熱儲存部件(13),并與電池模塊熱連接； 冷卻通道(18^ 1810，熱儲存部分的熱量通過該冷卻通道(18^1?)而發(fā)散和排出；以及 冷卻源(21),該冷卻源(21)使得冷卻介質(zhì)循環(huán)至冷卻通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于還包括:冷卻通道部件(15),該冷卻通道部件(15)形成冷卻通道(181180，并與熱儲存容器(12)熱連接，這樣，熱儲存部分(11)插入在冷卻通道部件(15 )和電池模塊(6 )之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組，其特征在于:冷卻通道部件(15)布置成沿與熱儲存容器(12)的側(cè)部垂直的方向彈性變形的狀態(tài)，冷卻通道部件(15)與該熱儲存容器(12)接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于:熱儲存部件(13)包括熱儲存材料，該熱儲存材料包括過冷處理，且電池組還包括晶核形成單元，該晶核形成單元使得過冷的熱儲存部件(13)結(jié)晶。
5.—種車輛加熱裝置，其特征在于包括: 根據(jù)權(quán)利要求1的電池組； 室內(nèi)出口(32),該室內(nèi)出口(32)與冷卻通道(18^1?)連通； 室外出口(33),該室外出口(33)與冷卻通道(183、18?)連通；以及轉(zhuǎn)換閥(34),該轉(zhuǎn)換閥(34)選擇地使得室內(nèi)出口(32)或室外出口(33)與冷卻通道(18^1?)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛加熱裝置，其特征在于還包括: 車內(nèi)溫度檢測單元(35),該車內(nèi)溫度檢測單元檢測車內(nèi)空間(31)的溫度；以及控制單元(36 )，該控制單元控制轉(zhuǎn)換閥(34 )，以便當(dāng)由車內(nèi)溫度檢測單元(35)檢測的車內(nèi)溫度低于設(shè)置值時使得冷卻通道(18^1?)和室內(nèi)出口(32)相互連通，且該控制單元控制轉(zhuǎn)換閥(34),以便當(dāng)由車內(nèi)溫度檢測單元(35)檢測的車內(nèi)溫度高于設(shè)置值時使得冷卻通道(18^1?)和室外出口(33)相互連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于還包括:電池溫度檢測單元(44),該電池溫度檢測單元檢測電池模塊(6)的溫度，其中，當(dāng)由電池溫度檢測單元(44)檢測的電池溫度高于設(shè)置值時，驅(qū)動冷卻源(21)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛加熱裝置，其特征在于還包括: 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組； 室內(nèi)出口(32),該室內(nèi)出口(32)與冷卻通道(18^1?)連通； 室外出口(33),該室外出口(33)與冷卻通道(18^1?)連通； 轉(zhuǎn)換閥(34),該轉(zhuǎn)換閥(34)選擇地使得室內(nèi)出口(32)或室外出口(33)與冷卻通道(18^1?)連通； 車內(nèi)加熱單元(42),該車內(nèi)加熱單元(42)增加車內(nèi)空間的溫度；以及控制單元(36 )，該控制單元(36 )控制轉(zhuǎn)換閥(34)，以便當(dāng)由電池溫度檢測單元(44)檢測的電池溫度低于設(shè)置值時使得冷卻通道(18^1?)和室內(nèi)出口(32)相互連通，且驅(qū)動冷卻源(21),以使得由車內(nèi)加熱單元(42)加熱的車內(nèi)空間(31)的空氣流回至冷卻通道(18^18b)。
【文檔編號】B60L11/18GK103840233SQ201310581251
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】八木亮介, 吉田充伸, 石井惠奈, 杉山暢克 申請人:株式會社東芝