本發(fā)明涉及使用導(dǎo)熱件將電池釋放出的熱向冷凝器(condenser)的散熱片(fin)以及/或者蒸發(fā)器輸送的電池溫度調(diào)節(jié)裝置以及電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
作為現(xiàn)有的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),提出如下系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:設(shè)置于車輛并用于行駛的電池;相對于車廂內(nèi)空調(diào)用鼓風機而另行設(shè)置的、產(chǎn)生輸送至電池的送風的鼓風機;以及相對于車廂內(nèi)空調(diào)用熱交換器而另行設(shè)置的、通過內(nèi)部流動的制冷劑與送往電池的送風之間的熱交換來冷卻送風的熱交換器,而且,作為熱交換器的蒸發(fā)器與車廂內(nèi)空調(diào)共用制冷劑(專利文獻1)。
然而,在專利文獻1中存在如下問題:雖然通過向電池供給由制冷劑冷卻后的空氣來進行了電池的冷卻,但由于通過空氣,因此熱傳遞效率不足。進而,在專利文獻1中還存在如下問題:難以使空氣流均勻,因此因空氣的路徑的不同(例如,空氣流的上游側(cè)與下游側(cè)的不同),向構(gòu)成電池的各個電池單元(batterycell)所提供的空氣的溫度會變化,從而電池的冷卻耗時,且電池單元的溫度會發(fā)生波動。
另外,作為其他電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),提出了如下系統(tǒng):使熱管與電池模塊接觸,將另一端與吸熱設(shè)備(heatsink)連接,將電池產(chǎn)生的熱向吸熱設(shè)備輸送,并且,在吸熱設(shè)備內(nèi)部包含石蠟等蓄熱材料,而且包括貫通蓄熱材料內(nèi)部的冷卻水通路、以及與冷卻水通路連接的冷卻水配管和電動泵和散熱器(radiator)
(專利文獻2)。
然而,在專利文獻2中,雖然利用冷卻水配管并經(jīng)由熱管而冷卻電池模塊,但在水冷式的系統(tǒng)中存在因質(zhì)量重而導(dǎo)致車輛的行駛距離變短的問題。另外,為了生成水流所必須包括的電動泵的電力消耗大,因此從該點出發(fā)也存在車輛的行駛距離變短的問題。
另外,作為車輛用的冷卻裝置,提出了如下車輛用冷卻裝置,其安裝有1個以上的熱管,從而使經(jīng)由同一冷卻系統(tǒng)芯部的至少2個以上的制冷劑流路管貫通(專利文獻3)。
然而,在專利文獻3的設(shè)置同一冷卻系統(tǒng)芯部來實施冷卻的系統(tǒng)中,車輛的質(zhì)量以及用于冷卻制冷劑的電力消耗會增大,因此仍然存在車輛的行駛距離變短的問題。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開2008/026386號公報
專利文獻2:jp特開平11-204151號公報
專利文獻3:jp特開2012-112373號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
鑒于上述事實,本發(fā)明的目的在于,提供熱傳遞效率和溫度調(diào)節(jié)性能的均勻性優(yōu)異、且能防止質(zhì)量和電力消耗的增大的電池溫度調(diào)節(jié)裝置以及電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的實施方式是一種電池溫度調(diào)節(jié)裝置,包括:電池,其具有電池單元;以及導(dǎo)熱件,其通過一個端部與該電池熱連接(thermallyconnected),該導(dǎo)熱件的另一個端部與冷凝器的散熱片或者蒸發(fā)器熱連接。
在上述實施方式中,經(jīng)由導(dǎo)熱件,電池與冷凝器的散熱片或者蒸發(fā)器熱連接。在通過對電池與蒸發(fā)器進行熱連接來冷卻電池的情況下,電池釋放出的熱從電池輸送至導(dǎo)熱件的一個端部,輸送至導(dǎo)熱件的一個端部的熱從導(dǎo)熱件的一個端部向另一個端部輸送。輸送至導(dǎo)熱件的另一個端部的熱從導(dǎo)熱件的另一個端部向與導(dǎo)熱件的另一個端部熱連接的蒸發(fā)器輸送。輸送至蒸發(fā)器的熱從蒸發(fā)器釋放到外部。
另一方面,在通過將電池與冷凝器進行熱連接來冷卻電池的情況下,為了防止由冷凝器釋放出的熱從冷凝器向?qū)峒牧硪粋€端部輸送,將導(dǎo)熱件的另一個端部與冷凝器的散熱片熱連接。由此,能通過與上述將電池與蒸發(fā)器熱連接所產(chǎn)生的電池的冷卻作用同樣的作用來冷卻電池。
在上述實施方式中,僅通過蒸發(fā)器來冷卻電池的結(jié)構(gòu)中,導(dǎo)熱件與冷凝器的散熱片不進行熱連接,而與蒸發(fā)器進行熱連接。僅通過冷凝器的散熱片來冷卻電池的結(jié)構(gòu)中,導(dǎo)熱件與蒸發(fā)器不進行熱連接,而與冷凝器的散熱片進行熱連接。上述各種實施方式能根據(jù)電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的使用狀況而適當選擇。
本發(fā)明的實施方式是一種電池溫度調(diào)節(jié)裝置,包括:電池,其具有電池單元;以及通過一個端部與該電池熱連接的第1導(dǎo)熱件及第2導(dǎo)熱件。所述第1導(dǎo)熱件的另一個端部與冷凝器的散熱片熱連接,所述第2導(dǎo)熱件的另一個端部與蒸發(fā)器熱連接。
作為電池與蒸發(fā)器以及冷凝器的散熱片經(jīng)由導(dǎo)熱件進行熱連接的結(jié)構(gòu),列舉如下方式:準備多個導(dǎo)熱件,至少1個導(dǎo)熱件與冷凝器的散熱片不進行熱連接而與蒸發(fā)器進行熱連接,且其他導(dǎo)熱件與蒸發(fā)器不進行熱連接而與冷凝器的散熱片進行熱連接。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述導(dǎo)熱件是熱管。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述導(dǎo)熱件的另一個端部能相對于所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器進行裝卸。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述蒸發(fā)器以及/或者冷凝器形成熱泵機構(gòu)。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述蒸發(fā)器以及/或者冷凝器配置在流體所流動的流路上,該流路在該蒸發(fā)器以及/或者冷凝器的、該流體流的下游側(cè)的位置分支為多個路徑。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述路徑的至少1個在所述蒸發(fā)器以及/或者冷凝器的所述流體流的上游側(cè)的位置與所述流路連接,從而形成相對于外部環(huán)境封閉的循環(huán)路徑。在上述實施方式中,到達蒸發(fā)器以及/或者冷凝器的下游側(cè)的流體從該下游側(cè)經(jīng)由循環(huán)路徑送回蒸發(fā)器以及/或者冷凝器的上游側(cè)。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,所述循環(huán)路徑包括閥機構(gòu)作為所述路徑的選擇機構(gòu)。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述路徑的至少1個在所述蒸發(fā)器以及/或者冷凝器的所述流體流的上游側(cè)的位置與所述流路連接,從而形成相對于外部環(huán)境封閉的循環(huán)路徑,所述電池溫度調(diào)節(jié)裝置搭載于汽車,并且所述流體流為氣流。
在上述實施方式中,導(dǎo)熱件的另一個端部與對汽車的艙體進行空氣調(diào)節(jié)的部件即蒸發(fā)器以及/或者對汽車的艙體進行空氣調(diào)節(jié)的部件即冷凝器的散熱片熱連接。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述循環(huán)路徑不經(jīng)由所述汽車的發(fā)動機艙內(nèi)以及座艙內(nèi)。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,設(shè)置有用于生成所述氣流的風扇。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,所述氣流來源于汽車的行駛風。在該實施方式下,替代作為氣流的生成手段的上述風扇,利用行駛風來得到氣流。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),包括:電池,其具有電池單元;導(dǎo)熱件,其通過一個端部與該電池熱連接;以及與該導(dǎo)熱件的另一個端部熱連接的冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器,在冷卻所述電池的情況下,通過所述導(dǎo)熱件將所述電池的熱向所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器輸送。
本發(fā)明的實施方式涉及電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),還包括其他導(dǎo)熱件,所述其他導(dǎo)熱件的一個端部與所述電池熱連接,所述其他導(dǎo)熱件的另一個端部與發(fā)熱部熱連接,在加熱所述電池的情況下,通過所述其他導(dǎo)熱件將所述發(fā)熱部的熱向所述電池輸送。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,由于電池經(jīng)由導(dǎo)熱件與已有的冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器熱連接,因此無需使用水冷式系統(tǒng)、制冷劑,能防止質(zhì)量和電力消耗的增大。另外,由于通過導(dǎo)熱件對電池進行溫度調(diào)節(jié),因此無需使用通過制冷劑冷卻后的空氣,結(jié)果能得到優(yōu)異的熱傳遞效率和溫度調(diào)節(jié)性能的均勻性。另外,電池經(jīng)由導(dǎo)熱件與已有的冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器進行熱連接,從而即使在蒸發(fā)器、冷凝器不工作(空調(diào)系統(tǒng)未工作)的情況下,電池發(fā)出的熱也會向溫度相對于電池為低溫的冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器進行輸送。由此,能降低用于冷卻電池的電力消耗。
另外,根據(jù)本發(fā)明的實施方式,由于通過導(dǎo)熱件來輸送各電池單元的熱,因此不需要溫度調(diào)節(jié)用流體流所需的、電池單元間的間隙或管道,能大幅度減小電池容器的大小,有利于節(jié)省空間。進而,由于能大幅度減小電池容器的大小,因此若是相同的空間,能大幅度增加電池單元數(shù),其結(jié)果是,能實現(xiàn)充電容量的增大。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,導(dǎo)熱件是熱管,從而導(dǎo)熱件的熱輸送效率得以提高,因此電池的溫度調(diào)節(jié)效率進一步提高。另外,熱管的內(nèi)部為中空,因此能使電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進一步輕量化。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,導(dǎo)熱件的另一個端部能相對于冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器裝卸,因此電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的搬運性和安裝性得以提高。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,在蒸發(fā)器以及/或者冷凝器的下游側(cè),流路被分支為多個路徑,因此電池釋放出的熱能夠可靠地從蒸發(fā)器以及/或者冷凝器向期望的場所輸送。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式,電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)搭載于汽車,且具有相對于外部環(huán)境封閉的循環(huán)路徑,從而能可靠地防止電池釋放出的熱向汽車的座艙、發(fā)動機艙等不期望的場所輸送。
附圖說明
圖1是第1實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的立體圖。
圖2是第1實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸發(fā)器的說明圖。
圖3是圖2的蒸發(fā)器的局部放大圖。
圖4是第2實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的立體圖。
圖5是第3實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的立體圖。
圖6是第3實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸發(fā)器的說明圖。
圖7是第4實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的立體圖。
圖8是第5實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的立體圖。
圖9是第5實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的說明圖。
具體實施方式
以下,使用附圖來說明本發(fā)明的第1實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如圖1所示,第1實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1包括:電池11,其具有多個電池單元12;熱管13,其通過一個端部14與電池11熱連接;以及蒸發(fā)器(熱泵的蒸發(fā)器)16,其與熱管13的另一個端部15直接相接,從而與熱管13熱連接。也就是說,蒸發(fā)器16與熱管13的另一個端部15直接相接。
電池11包括與各電池單元12的側(cè)面部相接的受熱板10。受熱板10的表面部與電池單元12的側(cè)面部相接,從而受熱板10與電池單元12熱連接。另外,熱管13的一個端部14與受熱板10的背面部直接相接,從而受熱板10與熱管13的一個端部14熱連接。因此,通過受熱板10,電池11與熱管13熱連接。
為了提高與電池11以及蒸發(fā)器16的熱連接性,熱管13的與電池11的受熱板10接觸的接觸部以及與蒸發(fā)器16接觸的接觸部、即一個端部14和另一個端部15被加工為扁平狀。
如圖1所示,蒸發(fā)器16包括:主體部17、將液化的制冷劑供給至主體部17的供給用頭部18、以及將利用主體部17氣化后的制冷劑排出的排出用頭部19。制冷劑經(jīng)主體部17氣化而從主體部17吸熱,從而冷卻蒸發(fā)器16。
如圖2、3所示,主體部17設(shè)置有多個(圖2中為11個)制冷劑(以圖中的箭頭表示)的流路20,在各個流路20之間配置有波紋狀的散熱片21。在圖2中,10個波紋狀的散熱片21分別由隔板24進行分隔,從而形成11個流路20。
在供給用頭部18設(shè)置有制冷劑供給口22,制冷劑供給口22通過供給用頭部18的內(nèi)部空間與主體部17的各流路20的一方開口部連通。另外,在排出用頭部19設(shè)置有制冷劑排出口23,制冷劑排出口23通過排出用頭部19的內(nèi)部空間與主體部17的各流路20的另一方開口部連通。因此,從供給用頭部18的制冷劑供給口22供給的液體狀制冷劑經(jīng)由供給用頭部18的內(nèi)部空間向主體部17的各流路20(圖2中為11個流路20)流入,在從各流路20的一方開口部向另一方開口部流動的期間氣化。隨著流路20中制冷劑不斷氣化,通過配置于流路20之間的散熱片21(圖2中為10個散熱片21),制冷劑從主體部17吸熱,從而冷卻蒸發(fā)器16。氣化后的制冷劑從各流路20的另一方開口部經(jīng)由排出用頭部19的內(nèi)部空間向制冷劑排出口23流動,并從制冷劑排出口23釋放到蒸發(fā)器16外部。
如圖1所示,在第1實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1中,熱管13的另一個端部15與蒸發(fā)器16的供給用頭部18的外表面接觸,從而熱管13與蒸發(fā)器16熱連接。在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1中,為了使蒸發(fā)器16的供給用頭部18與熱管13的另一個端部15的接觸面積增大,熱管13在其另一個端部15附近被彎曲加工而呈l字狀。
如上所述,由于通過制冷劑來冷卻蒸發(fā)器16,因此電池11釋放出的熱通過熱管13而向蒸發(fā)器16輸送,其結(jié)果,電池被冷卻。另外,即使在蒸發(fā)器16未工作的情況下,升溫后的電池11釋放出的熱也通過熱管13向相對于電池11為低溫的蒸發(fā)器16輸送。
接下來,使用附圖來說明本發(fā)明的第2實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外,針對與電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1相同的構(gòu)成要素,使用相同的符號進行說明。
如圖4所示,在第2實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)2中,使用2個電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1的蒸發(fā)器16。即,在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)2中,熱管13與2個蒸發(fā)器16、16’熱連接。
在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)2中,熱管13的另一個端部15不僅與第1蒸發(fā)器16的供給用頭部18熱連接,還與第2蒸發(fā)器16’的排出用頭部19熱連接。具體而言,熱管13的另一個端部15的表面?zhèn)扰c第1蒸發(fā)器16的供給用頭部18的外表面直接相接,從而熱管13與第1蒸發(fā)器16熱連接,而且,熱管13的另一個端部15的背面?zhèn)扰c第2蒸發(fā)器16’的排出用頭部19的外表面直接相接,從而熱管13與第2蒸發(fā)器16’熱連接。
在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)2中,熱管13的另一個端部15被第1蒸發(fā)器16與第2蒸發(fā)器16’夾持,因此對電池11的冷卻性能進一步提高。
接下來,使用附圖來說明本發(fā)明的第3實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外,針對與電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1、2相同的構(gòu)成要素,使用相同的符號進行說明。
如圖5所示,在第3實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3中,熱管13的另一個端部15與設(shè)置于蒸發(fā)器36的制冷劑的流路30直接相接。在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3中,1個電池11與1個蒸發(fā)器36經(jīng)由1個直線狀的熱管13熱連接。
在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3中,流路30呈包括彎曲成半圓狀的彎曲部31以及直線部32的、彎曲為波狀的形狀。熱管13的另一個端部15從流路30中彎曲為半圓狀的彎曲部31的內(nèi)側(cè)與彎曲部31相接。流路30是通過使彎曲為波狀的2片隔板34對置而形成的。在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3中,在流路30上形成多個(圖5中為10個)彎曲部31,隨之形成有多個(圖5中為11個)直線部32。
如圖5、6所示,在蒸發(fā)器36中,在形成流路30的彎曲為波狀的隔板34的彎曲部31以外的部位、即直線部32,配置有多個(圖5、6中為10個)波紋狀的散熱片21。在蒸發(fā)器36中,形成流路30的隔板34的直線部32與波紋狀的散熱片21直接相接,從而流路30與波紋狀的散熱片21熱連接。
另外,如圖5所示,熱管13的另一個端部15呈與流路30的彎曲部31的形狀對應(yīng)的形狀。即,另一個端部15的厚度方向的形狀為半圓形狀,從而成為使熱管13與流路30的熱連接性得以提高的結(jié)構(gòu)。
如圖6所示,在蒸發(fā)器36中,在彎曲為波狀的流路30的一個端部,形成有用于向流路30供給制冷劑的制冷劑供給口35,在彎曲為波狀的流路30的另一個端部,形成有用于從流路30排出制冷劑的制冷劑排出口37。因此,從制冷劑供給口35供給至流路30內(nèi)的制冷劑(以圖中的箭頭表示)沿流路30流動以填補10個波紋狀的散熱片21之間的縫隙,并從制冷劑排出口37向蒸發(fā)器36的外部排出。
接下來,使用附圖來說明本發(fā)明的第4實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外,針對與電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1、2、3相同的構(gòu)成要素,使用相同的標號進行說明。
如圖7所示,在第4實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)4中,1個直線狀的熱管13與流路30被彎曲為半圓狀的多個(圖7中為10個)彎曲部31中的多個(圖7中為2個)彎曲部31分別直接相接。在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)4中也與電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3同樣,熱管13的另一個端部15從流路30被彎曲為半圓狀的彎曲部31的內(nèi)側(cè)與彎曲部31相接。另外,在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)4中也與電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)3同樣,1個電池11與各個熱管13熱連接。
也就是說,在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)4中,多個(圖7中為2個)電池11與1個蒸發(fā)器36熱連接?;谏鲜?,在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)4中,通過1個蒸發(fā)器36,能同時冷卻多個電池11。
接下來,使用附圖來說明本發(fā)明的第5實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此外,針對與電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1、2、3、4相同的構(gòu)成要素,使用相同的標號進行說明。
如圖8、9所示,在第5實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5中,針對第1實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)1中使用的蒸發(fā)器16,在另一個端部15附近進行彎曲加工而呈l字狀的熱管13熱連接于彼此相鄰的流路20-1與流路20-2之間。
在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5的蒸發(fā)器56中,為了使熱管13熱連接于彼此相鄰的流路20-1與流路20-2之間,將多個(圖8、9中為10個)波紋狀的散熱片21中的、配置于流路20-1與流路20-2之間的波紋狀的散熱片21-1設(shè)置得比其他波紋狀的散熱片21短,而且,在由此形成的空間部50中,沿平行于流路20的方向插入熱管13的從另一個端部15的端面起到所彎曲加工出的部位為止之間的部分。
另外,在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5中,為了使流路20與熱管13的熱連接性進一步提高,使用了金屬塊51(例如,鋁、鋁合金等的塊),該金屬塊51具有與空間部50的形狀對應(yīng)的外部形狀,且具有與熱管13的另一個端部15的外部形狀對應(yīng)的內(nèi)部空間的形狀。即,通過將熱管13的另一個端部15與金屬塊51的內(nèi)部空間嵌合,金屬塊51的內(nèi)表面與熱管13的另一個端部15的外表面相接,從而金屬塊51與熱管13的另一個端部15熱連接。進而,通過將與熱管13的另一個端部15嵌合的金屬塊51嵌插到空間部50中,由此使彼此相鄰的流路20-1、流路20-2與金屬塊51的外表面相接,從而,彼此相鄰的流路20-1、流路20-2與金屬塊51熱連接。由此,形成熱管13的另一個端部15經(jīng)由金屬塊51與彼此相鄰的流路20-1和流路20-2之間的部位熱連接的狀態(tài)。
在電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5中,通過將金屬塊51嵌插到空間部50中,形成熱管13的另一個端部15與蒸發(fā)器56熱連接的狀態(tài),因此熱管13相對于蒸發(fā)器56的裝卸變得容易且可靠。
對于本發(fā)明的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中使用的熱管13的容器的材質(zhì),不作特別限定,能列舉銅、銅合金、不銹鋼等金屬。另外,對于作為熱管13的工作液,不作特別限定,例如能列舉水、酒精、碳氟化合物替代品等。
接下來,說明本發(fā)明的其他實施方式例所涉及的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。雖然在上述各實施方式例中,熱管13的另一個端部15與蒸發(fā)器16、36、56熱連接,但作為替代方案,也可以與冷凝器(熱泵的冷凝器)熱連接。
另外,雖然在上述各實施方式例中,熱管13的另一個端部15與蒸發(fā)器16、36、56熱連接,但作為替代方案,也可以不僅與蒸發(fā)器16、36、56熱連接,還與冷凝器的散熱片熱連接。在此情況下,列舉如下實施方式:準備多個熱管,像上述各實施方式例那樣,至少1個熱管(第2熱管)13與冷凝器的散熱片不進行熱連接而與蒸發(fā)器16、36、56熱連接,進而,其他熱管(第1熱管)與蒸發(fā)器16、36、56不進行熱連接而與冷凝器的散熱片熱連接。
另外,上述冷凝器既可以像例如汽車的制冷制熱裝置那樣形成蒸發(fā)器16、36、56和熱泵機構(gòu),也可以不形成蒸發(fā)器16、36、56和熱泵機構(gòu)。另外,雖然在上述各實施方式例中使用了熱管13作為熱輸送手段即導(dǎo)熱件,但導(dǎo)熱件不限于熱管13或與之類似的、在構(gòu)件的內(nèi)部空間具有工作液的結(jié)構(gòu)體,還可以是棒狀、板狀、管狀等的金屬(例如,銅等)構(gòu)件或石墨。根據(jù)需要的輸送熱量、輸送距離、成本等條件,可適當選擇上述導(dǎo)熱件,另外,可以適當組合多種導(dǎo)熱件。
另外,雖然在上述各實施方式例中,熱管13的另一個端部15通過與蒸發(fā)器的供給用頭部、排出用頭部或者流路直接相接而與蒸發(fā)器熱連接,但也可以使用替代方案,即熱管13的另一個端部15通過與蒸發(fā)器16、36、56的散熱片部21相接而與蒸發(fā)器熱連接。
另外,雖然在上述各實施方式例中,電池11與蒸發(fā)器16、36、56經(jīng)由1根熱管13而熱連接,但也可以使用替代方案,即可以設(shè)為如下實施方式:準備比熱管13更短的多根熱管,沿熱輸送方向?qū)υ摱鄠€短的熱管進行熱連接。通過將多個短的熱管在熱輸送方向上熱連接,能輸送更多的熱量,另外,能更可靠地實施已凍結(jié)的工作液的解凍。
接下來,針對上述各實施方式例中使用的蒸發(fā)器的配置作如下說明。蒸發(fā)器例如配置在流體所流動的流路上。在蒸發(fā)器例如是汽車的制冷制熱裝置的蒸發(fā)器的情況下,在車載空調(diào)的鼓風機所產(chǎn)生的氣流或者來源于車輛行駛時的行駛風的氣流所流動的流路上,配置蒸發(fā)器。該流路在該蒸發(fā)器的該氣流的下游側(cè)的位置被分支為多個路徑,從而接受到電池釋放出的熱的氣流能向多個路徑中的特定的1個路徑流入。通過上述構(gòu)成,能使用特定的1個路徑使電池釋放出的熱從蒸發(fā)器可靠地向期望的適當場所逸出。即,能可靠地防止電池釋放出的熱被輸送至對汽車而言不期望的場所(例如,座艙或發(fā)動機艙等)。
另外,通過構(gòu)成為上述特定的1個路徑在蒸發(fā)器的所述氣流的上游側(cè)的位置與所述流路連接,形成對外部環(huán)境封閉的循環(huán)路徑,從而能可靠地防止電池釋放出的熱經(jīng)由蒸發(fā)器向不期望的場所輸送。進而,通過使上述循環(huán)路徑本身構(gòu)成為不經(jīng)由不期望的場所,從而能進一步可靠地防止電池釋放出的熱向不期望的場所輸送。作為上述多個路徑的選擇機構(gòu),例如能列舉閥機構(gòu)。
另外,本發(fā)明的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,與具有多個電池單元的電池在一個端部進行熱連接的導(dǎo)熱件不僅能用于冷卻電池的作用,而且能用于加熱電池的作用。例如,通過將熱管等導(dǎo)熱件的另一個端部不與冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器熱連接而與發(fā)熱部熱連接,能對處于比適合使用的溫度更低溫度的狀態(tài)的電池進行加熱,從而使電池升溫至適合使用的溫度。
另外,可以設(shè)為如下實施方式:準備多個導(dǎo)熱件,至少1個導(dǎo)熱件的另一個端部與冷凝器的散熱片或者蒸發(fā)器熱連接,其他導(dǎo)熱件的另一個端部與發(fā)熱部熱連接。通過上述實施方式,能更容易地將電池的溫度調(diào)整為適合使用的溫度范圍。
作為上述發(fā)熱部,例如,在具有發(fā)動機的汽車的情況下,能列舉發(fā)動機冷卻水的配管。關(guān)于發(fā)動機冷卻水的配管,能列舉如下方式:例如另行設(shè)置用于與導(dǎo)熱件的另一個端部熱連接的分支配管,在該分支部設(shè)置用于選擇供發(fā)動機冷卻水在其中流動的配管的閥。
在上述方式中,在需要使電池升溫的情況下,通過操作閥以使由發(fā)動機加熱后的發(fā)動機冷卻水向分支配管(發(fā)熱部)流動,從而將熱從在分支配管中流動的發(fā)動機冷卻水向?qū)峒牧硪粋€端部輸送。輸送至導(dǎo)熱件的另一個端部的熱從導(dǎo)熱件的另一個端部向一個端部輸送。輸送至導(dǎo)熱件的一個端部的熱從導(dǎo)熱件的一個端部向與導(dǎo)熱件的一個端部熱連接的電池輸送。輸送至電池的熱對電池進行加熱來使電池升溫至適合使用的溫度。
另外,作為上述發(fā)熱部,例如,在電動汽車或燃料電池汽車的情況下,取代由上述發(fā)動機加熱后的發(fā)動機冷卻水的配管,可列舉加熱器或冷凝器的配管。
另外,雖然在上述實施方式的例子中將蒸發(fā)器配置在由車載空調(diào)用鼓風機產(chǎn)生的氣流或者通過導(dǎo)入行駛風而帶來的氣流所流動的流路上,但也可以使用替代方案,將蒸發(fā)器配置于其他流體所流動的流路,例如,極低溫冷卻用的液氮或液氦、熱傳導(dǎo)率優(yōu)良的稀有氣體類、冷卻水、冷卻用有機溶劑等所流動的流路。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的電池溫度調(diào)節(jié)裝置以及電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),因其熱傳遞效率和溫度調(diào)節(jié)性能的均勻性優(yōu)異,能防止質(zhì)量和電力消耗的增大,并能實現(xiàn)電池的小型化或大容量化,因此例如在搭載于汽車的具有電池單元的電池的溫度調(diào)節(jié)的領(lǐng)域利用價值高。
符號說明
1、2、3、4、5電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
11電池
12電池單元
13熱管
16、36、56蒸發(fā)器
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種電池溫度調(diào)節(jié)裝置,包括:電池,其具有電池單元;以及導(dǎo)熱件,其通過一個端部與該電池熱連接,
該導(dǎo)熱件的另一個端部與冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器熱連接,
所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器配置在流體所流動的流路上,該流路在所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器的流體流的下游側(cè)的位置分支為多個路徑。
2.一種電池溫度調(diào)節(jié)裝置,包括:電池,其具有電池單元;以及通過一個端部與該電池熱連接的第1導(dǎo)熱件及第2導(dǎo)熱件,
所述第1導(dǎo)熱件的另一個端部與冷凝器的散熱片熱連接,所述第2導(dǎo)熱件的另一個端部與蒸發(fā)器熱連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述導(dǎo)熱件是熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述導(dǎo)熱件的另一個端部能相對于所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器進行裝卸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器形成熱泵機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述路徑的至少1個在所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器的所述流體流的上游側(cè)的位置與所述流路連接,從而形成相對于外部環(huán)境封閉的循環(huán)路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述循環(huán)路徑包括作為所述路徑的選擇機構(gòu)的閥機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6或7所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述路徑的至少1個在所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器的所述流體流的上游側(cè)的位置與所述流路連接,從而形成相對于外部環(huán)境封閉的循環(huán)路徑,所述電池溫度調(diào)節(jié)裝置搭載于汽車,所述流體流為氣流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述循環(huán)路徑不經(jīng)由所述汽車的發(fā)動機艙內(nèi)及座艙內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
設(shè)置有用于生成所述氣流的風扇。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電池溫度調(diào)節(jié)裝置,其中,
所述氣流來源于汽車的行駛風。
12.一種電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),包括:電池,其具有電池單元;導(dǎo)熱件,其通過一個端部與該電池熱連接;以及冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器,其與該導(dǎo)熱件的另一個端部熱連接,
所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器配置在流體所流動的流路上,該流路在所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器的流體流的下游側(cè)的位置分支為多個路徑,
在冷卻所述電池的情況下,通過所述導(dǎo)熱件將所述電池的熱向所述冷凝器的散熱片以及/或者蒸發(fā)器輸送。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其中,
還包括其他導(dǎo)熱件,
所述其他導(dǎo)熱件的一個端部與所述電池熱連接,所述其他導(dǎo)熱件的另一個端部與發(fā)熱部熱連接,
在加熱所述電池的情況下,通過所述其他導(dǎo)熱件將所述發(fā)熱部的熱向所述電池輸送。