JP4252172B2

JP4252172B2 - Battery cooling system

Info

Publication number: JP4252172B2
Application number: JP28944999A
Authority: JP
Inventors: 貞久鬼丸; 祐一坂上; 啓仁松井; 完福田; 逸作山田; 準奥田
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: JP2001105843A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリ冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車やハイブリッド車が省エネ、環境への配慮などから注目されている。電気自動車やハイブリッド車はバッテリを多数搭載し動力源としているので、バッテリの性能は重要である。バッテリがその性能を十分に発揮し維持するにはバッテリを適正な温度に温調することが必要である。特に、バッテリが充電時や放電時に多くの熱を発生し高温になることがあるため、冷却を行うことが必要になる。
【０００３】
バッテリの冷却は、従来は自然空冷によるものが多いが、十分でない場合があるため、特開平７−６７９６号公報に記載されているように、バッテリを格納するケースの底壁およびバッテリ間の仕切り壁を中空構造にしてここに冷媒配管を挿通し冷凍サイクルによりバッテリを冷却するようにしたものがあり、寿命を短縮させない温度条件でバッテリを使用すべくバッテリ温度を監視して冷媒流体の流通を制御することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バッテリ温度を監視して冷媒流体の流通を制御する場合、バッテリ温度により冷媒流体の流通と停止とが繰り返されることになるが、その頻度が多いと動力に無駄が生じ効率がよくない。例えば冷凍サイクルを構成するコンプレッサの動力源となる内燃機関等が始動と停止とを繰り返すことになり燃費が損なわれる。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、冷却効率のよいバッテリ冷却装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、冷媒を高温高圧にするコンプレッサと、高温高圧冷媒を液化せしめるコンデンサと、液化冷媒を膨張せしめて冷媒温度を下げる膨張弁と、膨張弁から送出される低温冷媒とバッテリとの熱交換によりバッテリを冷却するバッテリ冷却器とを有し冷却器の蒸発冷媒を再びコンプレッサに還流せしめる冷凍サイクルを有する構成とする。かつ、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、低温冷媒の上記バッテリ冷却器への供給とその停止とを切り替える切替手段と、該切替手段を制御し検出されたバッテリ温度が予め設定した下限値を下回るとバッテリ冷却器の低温冷媒の流通を停止し、検出されたバッテリ温度が予め設定した上限値を上回るとバッテリ冷却器に低温冷媒を流通せしめる制御手段とを具備せしめる。
【０００７】
バッテリ冷却は、バッテリ温度が上限温度に達すると開始されバッテリ温度が下限温度に下がるまで行われる。これにより、バッテリには上限温度と下限温度との温度差で規定される蓄冷量が与えられる。この蓄冷量に応じてバッテリ温度が上限温度に達するまでの間、バッテリ冷却器による冷却が不要になり、コンプレッサを始動する頻度が少なくて済み冷却効率が向上する。しかしてバッテリ冷却を低燃費でできる。
【０００８】
請求項１記載の発明では、さらに、上記冷凍サイクルには上記バッテリ冷却器と並列に室内空調用のエバポレータを接続せしめ、上記切替手段には、低温冷媒の流通経路をバッテリ冷却器とエバポレータとのいずれかに切り替える弁手段を具備せしめる。
【０００９】
冷凍サイクルをバッテリ冷却用と空調用とで兼用できる。
【００１０】
請求項１記載の発明では、加えて、上記エバポレータと熱交換した後の空気の温度を検出する空気温度検出手段を具備せしめ、上記制御手段を、室内空調時には、検出された空気温度が予め設定した上限温度以上になるまでは上記低温冷媒をバッテリ冷却器に流通せしめるように設定する。
【００１１】
空気温度が上限温度に達しておらずエバポレータが少なくとも最低限の冷房能力を保持していると認められる期間を利用してバッテリ冷却器によりバッテリ冷却を行うので、コンプレッサを始動する頻度がさらに少なくて済みより冷却効率が向上する。しかしてさらにバッテリ冷却を低燃費でできる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、上記コンプレッサをエンジンの動力で駆動する構成とするとともに、該エンジンの運転状態として少なくともエンジン回転数を検出する運転状態検出手段を具備せしめ、かつ、上記制御手段を、エンジンの運転状態が予め設定した所定のエンジン回転数領域にあり、バッテリ冷却の燃費のよい低燃費領域である高効率運転域にあるか否かを判断し、高効率運転域にあるときは検出バッテリ温度が上記上限温度を上回っていなくともバッテリ冷却器に低温冷媒を流通せしめるように設定する。
【００１３】
バッテリ温度が上限温度を上回っていなくとも高効率領域においてバッテリ冷却器を作動してバッテリの蓄冷量を補充しておくので、さらにバッテリ冷却を低燃費でできる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、上記制御手段を、上記高効率運転域におけるバッテリ冷却器への低温冷媒の流通制御時には、上記下限温度を低温側の別の設定値に切り替えるように設定する。
【００１５】
上記下限温度を下げることでバッテリの蓄冷量が増大する。蓄冷量の補充は低燃費で行われるから、さらにバッテリ冷却を低燃費でできる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、上記バッテリ冷却器を流れる冷媒の温度もしくは圧力を検出する冷媒状態検出手段を具備せしめる。上記制御手段を、上記冷媒の温度もしくは圧力がその予め設定した下限温度もしくは下限圧力以下のとき、バッテリ冷却器への低温冷媒の流通を禁止するように設定する。
【００１７】
冷却能力の過剰による冷却効率の低下や、バッテリ温度の検出部位と冷却部位との間の温度差に伴うバッテリの一部の冷えすぎを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態になるバッテリ冷却装置を示す。本実施形態は動力として燃料で作動する内燃機関（エンジン）２１と電気で作動するモータ２２とを備えたハイブリッド車用に適用したものである。バッテリ冷却装置はバッテリ６を冷却するための冷凍サイクル１を備えており、冷凍サイクル１は、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、レシーバ１３、膨張弁１４ａ、バッテリ冷却器１５ａ等から構成され、これらはこの順に冷媒配管１００により接続されている。
【００１９】
コンプレッサ１１は気化冷媒を圧縮し高温高圧にする。コンプレッサ１１はエンジン２１駆動により作動し、電磁クラッチ（以下、クラッチ）１１１によりエンジン２１と断接可能である。コンデンサ１２は高温高圧冷媒の熱を車両前方から供給される外気に放熱し高温高圧冷媒を液化する。レシーバ１３は冷媒の気液分離を行うとともに余剰の液化冷媒を貯留する。膨張弁１４ａは液化冷媒を減圧し低温低圧にする。膨張弁１４ａからの低温低圧冷媒がバッテリ冷却器１５ａにおいてバッテリ６の冷却に供される。なお、冷媒には一般的なフロンの他、二酸化炭素、プロパン、メタン、アンモニア等が用いられる得る。
【００２０】
また、コンプレッサ１１、コンデンサ１２、レシーバ１３は、車室８内を冷房するエアコンと兼用である。すなわち、冷媒配管１００はレシーバ１３の下流で分岐し、膨張弁１４ａおよびバッテリ冷却器１５ａと並列に別の膨張弁１４ｂおよびエバポレータ１５ｂが設けてある。
【００２１】
また、冷媒配管１００には２つの電磁弁３ａ，３ｂが設けられ、電磁弁３ａはレシーバ１３からバッテリ冷却器１５ａへの冷媒の流れを許容または禁止し、電磁弁３ｂはレシーバ１３からエバポレータ１５ｂへの冷媒の流れを許容または禁止する。電磁弁３ａ，３ｂはバッテリ冷却ＥＣＵ４ａにより制御され、電磁弁３ａ，３ｂの開閉切り換えにより、バッテリ冷却器１５ａ、エバポレータ１５ｂのいずれか一方に低温低圧の液化冷媒が流通するようになっている。なお、液化冷媒の流通とその停止とは、上記電磁弁３ａ，３ｂとともに切り替え手段を構成する上記ハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃ、クラッチ１１１によっても、エンジン２１の始動と停止、エンジン２１とコンプレッサ１１との断接をすることで切り替え可能である。
【００２２】
エバポレータ１５ｂは車室８内に開口するダクト９１内に設けられる。ダクト９１には上流側に送風用のブロワファン９２が設けられ、エバポレータ１５ｂと熱交換して冷却された空気を車室８内に供給するようになっている。ブロワファン９２が取り込む空気はダンパ９３の切り換えにより内気か外気かに選択される。
【００２３】
バッテリ冷却器１５ａは断熱ケース７にバッテリ６とともに格納されている。断熱ケース７とバッテリ冷却器１５ａおよびバッテリ６との間には空気層Ｓが形成され断熱性をさらに高めている。また、バッテリ冷却器１５ａへの冷媒の往復は、断熱ケース７の外壁面に付設した冷媒配管１００のジョイント部１０１を介して行われる。
【００２４】
バッテリ冷却器１５ａはベース１５１と、ベース１５１から衝立状に立設する複数の伝熱フィン１５２とから構成され、ベース１５１内部にフィンチューブ１５３が挿通している。フィンチューブ１５３は上記冷媒配管１００の途中部分をなすもので、一端が膨張弁１４ａに通じ他端がコンプレッサ１１に通じており、膨張弁１４ａからの低温冷媒が流通する。
【００２５】
相隣れる２枚の伝熱フィン１５２間にバッテリ６が１つずつ配置され、バッテリ６は側面が伝熱フィン１５２の主面と密着し伝熱性を高めている。上記フィンチューブ１５３内を流通する低温冷媒は、その管壁、ベース１５１および伝熱フィン１５２を介してバッテリ６と熱交換しバッテリ６を冷却する。
【００２６】
上記各部の制御用としてバッテリ冷却ＥＣＵ４ａの他、エアコンＥＣＵ４ｂ、ハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃを備えており、これら３つのＥＣＵ４ａ〜４ｃ間は相互に通信し制御上必要な情報および指令信号を送受信するようになっている。各ＥＣＵ４ａ〜４ｃは例えばＣＰＵやメモリ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成される。
【００２７】
上記制御情報を得るべく装置各部には種々のセンサ５１，５２，５３，５４，５５が設けてある。バッテリ冷却ＥＣＵ４ａに信号を出力するセンサとして、バッテリ６表面には温度センサ５１が設けてあり、バッテリ温度Ｔb を検出するようになっている。また、エバポレータ１５ｂの近傍下流位置には温度センサ５２が設けてあり、エバポレータ１５ｂと熱交換した後の空気温度（以下、吹き出し口温度）Ｔc を検出するようになっている。エアコンＥＣＵ４ｂに信号を出力するセンサとして、乗員の室内環境を知るための日照センサ５３等が設けてある。また、車室８内にはエアコン操作パネル４０１が取付けられて、ここでのスイッチ操作により乗員がエアコンＥＣＵ４ｂに所定の室内空調指令を送信するようになっている。ハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃに信号を出力するセンサとして、スロットルセンサ５４が設けてあり、スロットル開度を検出するようになっている。またエンジン回転数センサ５５が設けてあり、エンジン回転数を検出するようになっている。これらスロットル開度、エンジン回転数は車両の走行制御に用いられる。
【００２８】
図２、図３、図４により、制御手段である上記バッテリ冷却ＥＣＵ４ａの設定とともに本バッテリ冷却装置の作動を説明する。図２において、制御をスタートする（ステップＳ１００）と、ステップＳ１１０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ１２０でバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上か否かを判断する。ここで上限温度ＴbH1 はバッテリ６の寿命等を考慮して設定される（例えば４０°Ｃ）。ステップＳ１２０が否定されれば、すなわちバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下であれば本制御を終了する（ステップＳ１３０）。
【００２９】
ステップＳ１２０が肯定されれば、すなわちバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上であればバッテリ６の冷却が必要と判断しステップＳ１４０以降のステップを実行する。ステップＳ１４０では空調作動中か否かをコンプレッサ１１の作動状態に基づいて判断する。この情報はＥＣＵ間通信によりエアコンＥＣＵ４ｂから得られる。空調作動中でなければ図３に示すステップＳ１５０以降の手順を実行し、空調作動中であれば図４に示すステップＳ２６０以降の手順を実行する。
【００３０】
（空調作動なしの場合）
図３において、ステップＳ１５０ではエンジン２１が作動中か否かを判断する。この情報はＥＣＵ４ａ〜４ｃ間通信によりハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃから得る。エンジン２１が作動中でなければステップＳ１６０でハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃに指令信号を送信してエンジン２１を始動（オン）し、ステップＳ１７０に進む。エンジン２１が作動中であればそのままステップＳ１７０に進む。
【００３１】
ステップＳ１７０では、クラッチ１１１が接合中か否かを判断する。クラッチ１１１が接合中でなければステップＳ１８０でクラッチをオンしてステップＳ１９０に進み、クラッチ１１１が接合中であればそのままステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０では電磁弁３ａ（以下電磁弁Ｖb という）をオンして開弁するとともに、電磁弁３ｂ（以下電磁弁Ｖc という）をオフし閉弁する。これにより、バッテリ冷却器１５ａに低温（例えば０°Ｃ）冷媒が供給され、バッテリ６が冷却される。
【００３２】
続くステップＳ２００ではバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ２１０でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下か否かを判断する。ここで下限温度ＴbLは冷却不要と判断する温度で、バッテリ６の蓄冷量の大きさを規定し低いほど蓄冷量は多くなるが過冷却にならないことを考慮して設定される（例えば３０°Ｃ）。
【００３３】
バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上であればステップＳ２２０に進み空調が必要か否かを判断する。この情報はＥＣＵ間通信によりエアコンＥＣＵ４ｂから得る。空調が必要でなければステップＳ２００に戻る。すなわち、空調の要請がなくバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上である限りステップＳ２００〜Ｓ２２０が繰り返されバッテリ６の冷却が続けられてバッテリ温度Ｔb は低下していく。
【００３４】
そして、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になると（ステップＳ２１０）、バッテリ６は規定の蓄冷量に達したと判断しステップＳ２３０〜Ｓ２５０にてバッテリ冷却作動終了制御を行う。
【００３５】
ステップＳ２３０ではまずエンジン２１作動を続ける必要があるか否か、または空調が必要か否かを判断し、エンジン作動も空調も必要なければ、ステップＳ２４０でエンジン２１を停止（オフ）するとともにクラッチ１１１をオフし、バッテリ冷却器１５ａにおける低温冷媒の流通を停止してバッテリ６の冷却を終了する。次いでステップＳ２５０で電磁弁Ｖb をオフするとともに電磁弁Ｖc をオンして、上記ステップＳ１１０に戻る。バッテリ６は冷却停止後、その発熱等により温度Ｔb が上昇していくが、上記上限温度ＴbH1 を越えない限りステップＳ１１０〜Ｓ１３０が繰り返され、その間、バッテリ６の冷却のためにエンジン２１がオンしクラッチ１１１がオンすることはない。
【００３６】
（空調作動ありの場合）
上記ステップＳ１４０で空調作動中であると判断された場合、ステップＳ２２０で空調必要と判断された場合の手順について図４により説明する。これはバッテリ６の冷却とともに空調を行うことを目的とする制御モードである。
【００３７】
ステップＳ２６０ではバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ２７０でバッテリ温度Ｔb が最大上限温度ＴbH3 以上か否かを判断する。最大上限温度ＴbH3 はバッテリ温度Ｔb の過昇を回避するための上限温度で、これ以上温度上昇するとバッテリ６にダメージを与えるおそれがある温度を考慮して設定される（例えば５５°Ｃ）。
【００３８】
したがってステップＳ２７０でバッテリ温度Ｔb が最大上限温度ＴbH3 以上であればステップＳ２８０〜Ｓ３００を実行して差し当たり空調を停止もしくは保留するとともにバッテリ６を冷却しバッテリ温度Ｔb の過昇を防止する。すなわち、先ずステップＳ２８０で電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフしてバッテリ冷却器１５ａに低温冷媒を流通せしめる。次いでステップＳ２９０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ３００でバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上であればステップＳ２９０に戻りステップＳ２９０，Ｓ３００が繰り返される。このように、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下になるまではバッテリ６の冷却のみが最優先して行われる。
【００３９】
ステップＳ３００でバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下になると、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０〜Ｓ４１０はバッテリ６の冷却とともに空調を行う手順である。
【００４０】
先ずステップＳ３１０で吹き出し口温度Ｔc を検出し、ステップＳ３２０で吹き出し口温度Ｔc がその上限温度ＴcH以上か否かを判断する。ここで吹き出し口上限温度ＴcHは、エバポレータ１５ｂが最低限の冷房能力を保持しているとみなせる温度で例えば１０°Ｃに設定する。
【００４１】
ステップＳ３２０で吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以下であれば、冷房能力は十分と判断してステップＳ３３０で電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフしてバッテリ冷却器１５ａに低温冷媒を流通せしめる。次いで、ステップＳ３４０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ３５０でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上であれば所定の蓄冷量ＴbH1 −ＴbLに達していないと判断しステップＳ３１０に戻る。すなわち吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以下（ステップＳ３２０）で少なくとも最低限の冷房能力を保持している限り、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上（ステップＳ３５０）であればステップＳ３１０〜Ｓ３５０が繰り返されバッテリ６の冷却が優先されることになる。
【００４２】
次に空調が優先される場合について説明する。上記ステップＳ３２０で吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上であれば冷房能力が十分ではないと判断し空調を優先する。すなわちステップＳ３８０で電磁弁Ｖb をオフするとともに電磁弁Ｖc をオンして、バッテリ冷却器１５ａにおける低温冷媒の流通を停止するとともに低温冷媒をエバポレータ１５ｂに流す。続くステップＳ３９０では吹き出し口温度Ｔc を検出し、ステップＳ４００で吹き出し口温度Ｔc がその下限温度ＴcL以上か否かを判断する。ここで吹き出し口下限温度ＴcLは、エバポレータ１５ｂが十分な冷房能力を保持しているとみなせる温度で、例えば５°Ｃに設定する。
【００４３】
ステップＳ４００で吹き出し口温度Ｔc がその下限温度ＴcL以上であれば所定の冷房能力に達していないと判断し、ステップＳ４１０でバッテリ温度Ｔb を検出し、ステップＳ４２０でバッテリ温度Ｔb が上記上限温度ＴbH1 以上か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下であればバッテリ６はまだ蓄冷量を残していると判断しステップＳ３９０に戻る。すなわち、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以下（ステップＳ４２０）で少なくとも蓄冷量を残している間、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以上（ステップＳ４００）であればステップＳ３９０〜Ｓ４２０が繰り返され空調が優先される。
【００４４】
そして、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以下になると（ステップＳ４００）、エバポレータ１５ｂの冷房能力は十分と判断して上記ステップＳ３３０に進み電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフし、低温冷媒をバッテリ冷却器１５ａに流す。
【００４５】
このように、吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上になっていなければ、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になるまでバッテリ６に蓄冷され（ステップＳ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３５０）、一方、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていなければ、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以下になるまでエバポレータ１５ｂの能力が高められる（ステップＳ３８０，Ｓ４００，Ｓ４２０）。これは、従来の吹き出し口温度Ｔc 制御においてコンプレッサ１１をオフしていた期間にバッテリ６に蓄冷していることになるのでエンジン２１やクラッチ１１１のオンの頻度はわずかで済み、エンジン２１の動力が効率よくバッテリ６の冷却および空調に用いられる。
【００４６】
なお、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になると（ステップＳ３５０）、ステップＳ３６０でエンジン作動または空調の必要があるか否かを判断し、いずれも必要がなければステップＳ３７０でエンジン２１をオフするとともにクラッチ１１１をオフし、上記ステップＳ１１０に戻る。
【００４７】
また、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になると（ステップＳ４２０）、上記ステップＳ２６０に戻り、ステップＳ２６０以降の手順が繰り返される。
【００４８】
図５、図６は本バッテリ冷却装置の各部の作動を示すタイムチャートで、図５はバッテリ６の冷却のみの場合で図３の制御が行われた場合で、図６はバッテリ６の冷却と空調との両方の場合で図４の制御が行われた場合である。
【００４９】
図５において、初期においてはバッテリ温度Ｔb はバッテリ６の発熱等により漸次上昇しているが上限温度ＴbH1 以上となっていないのでコンプレッサ１１は作動しておらず電磁弁Ｖb 、電磁弁Ｖc はオフである。
【００５０】
そしてバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になると、エンジン２１がオフであればエンジン２１オンおよびクラッチ１１１オンにより、エンジン２１がオンであればクラッチ１１１オンによりコンプレッサ１１が起動するとともに、電磁弁Ｖb がオンしてバッテリ冷却器１５ａに低温冷媒が流れ始め、バッテリ６は冷却される。これによりバッテリ温度Ｔb は漸次低下し終に下限温度ＴbL以下になる。すると再びエンジン２１、クラッチ１１１および電磁弁Ｖb は元の状態（オフ）に復する。バッテリ温度Ｔb はその発熱等により再び上限温度ＴbH1 に向けて上昇するが、バッテリ６はＴbH1 −ＴbLの分、蓄冷しているので、即座に冷却する必要がなく、バッテリ６の蓄冷量に応じてエンジン２１、クラッチ１１１のオンオフの切り替え頻度を少なくすることができる。
【００５１】
図６において、初期においてはコンプレッサ１１が作動し、かつ電磁弁Ｖb がオフするとともに電磁弁Ｖc がオンし空調が作動している。クラッチ１１１のオンオフにより吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcLと上限温度ＴcHとの間で推移する。バッテリ温度Ｔb は図５の場合と同様に上昇しているが、上限温度ＴbH1 以上になっていないので、バッテリ６の冷却はなされていない。
【００５２】
そしてバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になると図３の制御に移行し、吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上となっていないときには電磁弁Ｖc がオフするとともに電磁弁Ｖb がオンして、バッテリ冷却器１５ａに低温冷媒が流れ始めバッテリ６は冷却される。これによりバッテリ温度Ｔb は漸次低下するが、吹き出し口温度Ｔc はダクト９１内を流れる空気と熱交換して漸次上昇する。
【００５３】
吹き出し口温度Ｔc が上限温度ＴcH以上となると、一旦、エバポレータ１５ｂの冷房能力を高めるべく電磁弁Ｖb がオフするとともに電磁弁Ｖc がオンして、エバポレータ１５ｂに低温冷媒を流し吹き出し口温度Ｔc を低下させる。この間、バッテリ温度Ｔb は再び上昇するが、吹き出し口温度Ｔc が下限温度ＴcL以下になると電磁弁Ｖc がオフするとともに電磁弁Ｖb がオンしてバッテリ６の冷却が再開されバッテリ温度Ｔb はその下限温度ＴbLに向けて低下する。バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下になればバッテリ冷却開始前と同様に空調のみが行われる。
【００５４】
空調のみが行われている時期におけるコンプレッサ１１の作動状態と空調およびバッテリ冷却が行われている期間の作動状態とから知られるように、空調のみであればコンプレッサ１１がオフする期間を利用して、冷凍サイクル１による低温冷媒をバッテリ冷却器１５ａに流しバッテリ６に蓄冷しているので、バッテリ６の蓄冷量に応じてエンジン２１、クラッチ１１１のオンオフの切り替え頻度を少なくすることができ、燃費のよいバッテリ６冷却が可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態の構成においてバッテリ冷却ＥＣＵ４ａにおける制御の一部を変えたもので、制御上の相違点を中心に説明する。バッテリ冷却ＥＣＵ４ａはそのメモリに記憶されたエンジン運転状態マップを備えており、運転状態検出手段であるスロットルセンサ５４、エンジン回転数センサ５５から知られるスロットル開度、エンジン回転数に基づいてエンジン運転状態を検出する。エンジン運転状態マップはエンジン回転数が所定の回転数領域にあるときを高効率運転域とするもので、バッテリ冷却の燃費のよい低燃費領域である高効率運転域とそうではない運転域との二値に分類される。エンジン運転状態マップはエンジン２１やコンプレッサ１１等の特性を考慮して予め設定され、スロットル開度に応じて異なるものが与えられる。スロットル開度が大きいときは、エンジンのポンピングロスが少なく高効率運転域と判断されるからである。なお、スロットル開度、エンジン回転数はハイブリッド機構ＥＣＵ４ｃから上記ＥＣＵ間通信により得る。
【００５６】
バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは図７に示す制御、第１実施形態の図３、図４の制御と同様の制御、が実行される。図７において、第１実施形態ではバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になったときにのみバッテリ６の冷却が行われる構成となっているが（図２参照）、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていない場合（ステップＳ１２０）、ステップＳ１２１でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上か否かを判断する。バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上であればステップＳ１２２で上記エンジン運転状態を検出し、ステップＳ１２３でエンジン運転状態が高効率運転域か否かを判断する。
【００５７】
高効率運転域のときはバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていなくとも、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上となった場合と同様にステップＳ１４０に進み上記図３、図４の制御と同様の制御を行い、バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbLまで下がるようにバッテリ６の冷却が行われる（図３ステップＳ１９０、図４ステップＳ３３０参照）。このように、エンジン運転状態が高効率運転域のときはバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっていなくともバッテリ６が冷却され、蓄冷量を補充しておくのでエンジン効率がよい。したがってバッテリ冷却がより低燃費で行い得る。
【００５８】
なお、ステップＳ１２１でバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以下であれば本制御を終了する。バッテリ６の蓄冷量が十分だからである。
【００５９】
また、ステップＳ１２３でエンジン運転状態が高効率運転域ではないときも本制御を終了する。燃費上の利益が十分ではないからである。
【００６０】
また、本実施形態ではエンジン運転状態が高効率運転状態か否かの判断はスロットル開度およびエンジン回転数により行っているが、他の項目を追加することにより判断してもよい。あるいは簡単にエンジン回転数のみで判断してもよい。
【００６１】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態の構成においてバッテリ冷却ＥＣＵの設定の一部を代えたもので、第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６２】
バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは図８に示す制御、第１実施形態の図３、図４の制御と同様の制御、が実行される。図８において、第２実施形態ではバッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっておらずバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL以上のとき（図７ステップＳ１２０，Ｓ１２１）、エンジン運転状態が高効率運転域であればバッテリ６の冷却を行うようになっているが、本実施形態では、上記ステップＳ１２１に代えたステップＳ１２１Ａでバッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL2 以上か否かを判断し、バッテリ温度Ｔb が上限温度ＴbH1 以上になっておらず（ステップＳ１２０）バッテリ温度Ｔb が下限温度ＴbL2 以上のとき、エンジン運転状態が高効率運転域であれば（ステップＳ１２３）バッテリ冷却を行うようになっている。下限温度ＴbL2 は下限温度ＴbLよりも低い温度（例えば２０°Ｃ）に設定する。
【００６３】
なお、高効率運転域においては、すなわちステップＳ１２３が肯定された場合には、バッテリ６冷却作動を停止する基準となるバッテリ温度（図３のステップＳ２１０、図４のＳ３５０）は下限温度ＴbL2 とする。
【００６４】
これにより、バッテリ６における蓄冷量はＴbH1 −ＴbL2 となって増大し、さらに低燃費にてバッテリ６の冷却を行うことができる。
【００６５】
（第４実施形態）
図９に本実施形態になるバッテリ冷却装置の構成を示す。第１実施形態において、内燃機関に代えてコンプレッサ駆動用のモータ２３により冷凍サイクルを作動せしめるようにしたものである。バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは第１実施形態の図２の制御と同様の制御、図１０、図１１に示す制御が実行される。図１０、図１１の制御は第１実施形態の図３、図４の制御と基本的に同じものであり、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６６】
図１０において、第１実施形態のステップＳ１５０〜Ｓ１８０に代えて本実施形態ではステップ１５０Ａでコンプレッサモータ２３をオンし冷凍サイクル１を作動せしめる。
【００６７】
第１実施形態のステップＳ２３０，Ｓ２４０に代えて本実施形態ではステップ２３０Ａで空調が必要か否かを判断し、空調が必要でなければステップ２４０Ａでコンプレッサモータ２３をオフする。空調が必要であればステップＳ１１０（図２）に戻る。
【００６８】
図１１において、第１実施形態のステップＳ３６０，Ｓ３７０に代えて本実施形態ではステップＳ３６０Ａで空調が必要か否かを判断し、空調が必要でなければステップＳ３７０Ａでコンプレッサモータ２３をオフする。空調が必要であればステップＳ１１０（図２）に戻る。
【００６９】
（第５実施形態）
本実施形態は、第１実施形態においてコンプレッサ１１として可変容量コンプレッサを用いたもので、バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは第１実施形態の図２の制御と同様の制御、図１２、図１３に示す制御が実行される。図１２、図１３の制御は第１実施形態の図３、図４の制御と基本的に同じものであり、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７０】
図１２において、第１実施形態のステップＳ１７０，Ｓ１８０に代えて本実施形態ではステップＳ１７０Ｂでコンプレッサ容量Ｃv をＣv1として冷凍サイクルを作動せしめる。この容量Ｃv1はバッテリ冷却能力を優先してコンプレッサ１１の最大能力としてもよいし、バッテリ６の温度むらを考慮して最大能力よりも低い値に制限してもよい。
【００７１】
第１実施形態のステップＳ２４０に代えて本実施形態ではステップＳ２４０Ｂでエンジン２１をオフする。
【００７２】
図１３において、バッテリ温度Ｔb が最大上限温度ＴbH3 以上になった時（ステップＳ２７０）、電磁弁Ｖb をオンするとともに電磁弁Ｖc をオフする（ステップＳ２８０）前にステップＳ２７１でコンプレッサ容量Ｃv を最大に設定する。これにより、バッテリ温度ＴbH3 の過昇を速やかに回避しバッテリ６を保護する。
【００７３】
第１実施形態のステップＳ３７０に代えて本実施形態ではステップＳ３７０Ｂでエンジン２１をオフする。
【００７４】
このように、可変コンプレッサを用いた構成にも適用でき、高い冷却効率が得られる。
【００７５】
（第６実施形態）
図１４に本実施形態になるバッテリ冷却装置の構成を示す。本実施形態は、第１実施形態においてバッテリ冷却器１５ａに流入する低温低圧冷媒の温度を検出する冷媒状態検出手段である温度センサ５６を具備せしめたもので、バッテリ冷却ＥＣＵ４ａでは第１実施形態の図２、図４の制御が実行されるとともに、図３の制御に代えて図１５に示す制御が実行される。
【００７６】
図１５において、空調の必要なしと判定されると（ステップＳ２２０）、ステップＳ５００で冷媒温度を検出し、ステップＳ５０１で、検出された冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以下か否かを判断する。下限温度ＴrLは、バッテリ６の冷却能力が過剰となるおそれありと認められる温度、例えば−１０°Ｃに設定する。冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以下であれば冷却能力過剰と判断する。そしてクラッチ１１１をオフしてバッテリ６の冷却を禁止し、ステップＳ２００に戻る。
【００７７】
ステップＳ５０１で冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以上であればステップＳ５０３に進み冷媒温度Ｔr が所定温度Ｔr0以上か否かを判断する。所定温度Ｔr0は下限温度ＴrLよりもやや高めの温度、例えば０°Ｃに設定する。冷媒温度Ｔr が所定温度Ｔr0以下であればステップＳ２００に戻る。すなわち、クラッチ１１１がオフされバッテリ冷却禁止状態となっていれば（ステップＳ５０２）、冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以上であっても、その状態を保持する。そしてバッテリ６からの吸熱等により冷媒温度が上昇し、ステップＳ５０３で冷媒温度Ｔr が所定温度Ｔr0以上になると、冷却能力過剰となる状態を十分に脱したと判断してステップＳ５０４でクラッチ１１１がオンされているか否かを判断し、クラッチ１１１がオフであればステップＳ５０５に進みクラッチ１１１をオンしてステップＳ２００に戻る。
【００７８】
これにより次の効果を奏する。エンジン回転数が高く冷媒流量が増大し冷却能力が過剰になると冷媒の高低圧の差圧の拡大に伴う冷却効率の低下を伴うおそれがある。また、冷媒とバッテリ６との温度差が大き過ぎてバッテリ６温度を検出する温度センサ５１の検出温度に対して冷却部位の実際の温度が下がりすぎバッテリ６に温度むらを生じるというおそれが生じる。本実施形態では、冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以下になるとバッテリ６の冷却を禁止するので、かかる事態が発生するのを防止することができる。しかも、冷媒温度Ｔr が下限温度ＴrL以上であっても所定温度Ｔr0以下であればバッテリ６冷却は再開されないのでクラッチ１１１の始動頻度が少なくて済む。
【００７９】
なお、本実施形態では冷媒温度を検出しているが、バッテリ冷却器に流入する冷媒圧力を検出する圧力センサを具備せしめ、バッテリ冷却ＥＣＵにおいて図１５のごとき制御を実行することもできる。この場合、冷媒圧力を検出し、冷媒圧力が所定の下限圧力（例えば０．２ＭＰａ）以下になるとバッテリ冷却を禁止し、また、冷媒圧力が所定下限圧力以上であっても所定下限圧力をやや上回る圧力値（例えば０．２９ＭＰａ）以下であればクラッチ１１１のオフを保持し、上記圧力値以上となってから再びクラッチ１１１をオンにしてバッテリ冷却を再開する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態になるバッテリ冷却装置の構成図である。
【図２】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第１のフローチャートである。
【図３】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第２のフローチャートである。
【図４】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第３のフローチャートである。
【図５】上記バッテリ冷却装置の作動を示す第１のタイムチャートである。
【図６】上記バッテリ冷却装置の作動を示す第２のタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施形態になるバッテリ冷却装置の構成図である。
【図１０】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第１のフローチャートである。
【図１１】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第２のフローチャートである。
【図１２】本発明の第５実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第１のフローチャートである。
【図１３】上記バッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示す第２のフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態になるバッテリ冷却装置の構成図である。
【図１５】本発明の第６実施形態になるバッテリ冷却装置のバッテリ冷却ＥＣＵにおける制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１冷凍サイクル
１１コンプレッサ
１１１電磁クラッチ（切り替え手段）
１２コンデンサ
１３レシーバ
１４ａ，１４ｂ膨張弁
１５ａバッテリ冷却器
１５ｂエバポレータ
１００冷媒配管
２１エンジン
２２モータ
２３コンプレッサモータ
３ａ，３ｂ電磁弁（切り替え手段）
４ａバッテリ冷却ＥＣＵ（制御手段）
４ｂエアコンＥＣＵ
４ｃハイブリッド機構ＥＣＵ（切り替え手段）
５１温度センサ（バッテリ温度検出手段）
５２温度センサ（空気温度検出手段）
５４スロットルセンサ（運転状態検出手段）
５５エンジン回転数センサ（運転状態検出手段）
５６温度センサ（冷媒状態検出手段）
６バッテリ
７断熱ケース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery cooling device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electric vehicles and hybrid vehicles have attracted attention because of energy saving and environmental considerations. Since electric vehicles and hybrid vehicles use a large number of batteries as power sources, the performance of the batteries is important. In order for the battery to fully perform and maintain its performance, it is necessary to adjust the temperature of the battery to an appropriate temperature. In particular, the battery needs to be cooled because it generates a lot of heat during charging or discharging and may become hot.
[0003]
Conventionally, the cooling of the battery is often by natural air cooling, but there are cases where it is not sufficient. Therefore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-6796, the bottom wall of the case for storing the battery and the partition between the batteries There is a hollow wall with a refrigerant pipe inserted to cool the battery by the refrigeration cycle, and the battery temperature is monitored so that the battery can be used under temperature conditions that do not shorten the service life. It has been proposed to control.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the circulation of the refrigerant fluid is controlled by monitoring the battery temperature, the circulation and suspension of the refrigerant fluid are repeated depending on the battery temperature. However, if the frequency is high, power is wasted and the efficiency is not good. For example, an internal combustion engine or the like, which is a power source for a compressor constituting the refrigeration cycle, is repeatedly started and stopped, and fuel efficiency is impaired.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a battery cooling device with good cooling efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a compressor that makes the refrigerant high temperature and high pressure, a condenser that liquefies the high temperature and high pressure refrigerant, an expansion valve that expands the liquefied refrigerant and lowers the refrigerant temperature, a low temperature refrigerant sent from the expansion valve, and a battery And a battery cooler that cools the battery by heat exchange with the refrigeration cycle that recirculates the evaporated refrigerant of the cooler to the compressor. And a battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery, a switching means for switching supply and stop of the low-temperature refrigerant to the battery cooler, and a battery temperature detected by controlling the switching means is preset. When the temperature falls below the lower limit value, the flow of the low-temperature refrigerant in the battery cooler is stopped, and when the detected battery temperature exceeds the preset upper limit value, control means for causing the battery cooler to flow the low-temperature refrigerant is provided.
[0007]
Battery cooling is started when the battery temperature reaches the upper limit temperature and is performed until the battery temperature falls to the lower limit temperature. As a result, the battery is provided with a cold storage amount defined by a temperature difference between the upper limit temperature and the lower limit temperature. Until the battery temperature reaches the upper limit temperature in accordance with the amount of cold storage, cooling by the battery cooler is unnecessary, and the frequency of starting the compressor is reduced, and the cooling efficiency is improved. Therefore, battery cooling can be performed with low fuel consumption.
[0008]
Claim 1 In the described invention, further, An evaporator for indoor air conditioning is connected to the refrigeration cycle in parallel with the battery cooler, and the switching means is provided with valve means for switching the flow path of the low-temperature refrigerant to either the battery cooler or the evaporator.
[0009]
The refrigeration cycle can be used for both battery cooling and air conditioning.
[0010]
Claim 1 In the described invention, in addition, Air temperature detecting means for detecting the temperature of the air after heat exchange with the evaporator is provided, and the control means is used for controlling the low-temperature refrigerant until the detected air temperature is equal to or higher than a preset upper temperature during indoor air conditioning. Is set to flow through the battery cooler.
[0011]
Since the battery cooler cools the battery using the period when the air temperature has not reached the upper limit temperature and the evaporator is recognized to have at least the minimum cooling capacity, the frequency of starting the compressor is further reduced. Cooling efficiency is improved. Therefore, further battery cooling can be achieved with low fuel consumption.
[0012]
Claim 2 In the described invention, the compressor is engine And is driven by the power of engine Operating state As at least engine speed Operating state detecting means for detecting the above, and the control means, Engine The driving state is Preset Predetermined It is in the engine speed range and it is a low fuel consumption range with good battery cooling. High efficiency Operating range It is in In the high-efficiency operating range When the detected battery temperature does not exceed the upper limit temperature, the low-temperature refrigerant is set to flow through the battery cooler.
[0013]
Even if the battery temperature does not exceed the upper limit temperature, the battery cooler is operated in the high-efficiency region to replenish the cold storage amount of the battery, so that the battery can be further cooled with low fuel consumption.
[0014]
Claim 3 In the described invention, the control means is the high efficiency. operation During the flow control of the low-temperature refrigerant to the battery cooler in the region, the lower limit temperature is set to be switched to another set value on the low temperature side.
[0015]
Lowering the lower limit temperature increases the cold storage amount of the battery. Since the replenishment of the cold storage amount is performed with low fuel consumption, the battery can be further cooled with low fuel consumption.
[0016]
Claim 4 In the described invention, the refrigerant state detecting means for detecting the temperature or pressure of the refrigerant flowing through the battery cooler is provided. The control means is set to prohibit the flow of the low-temperature refrigerant to the battery cooler when the temperature or pressure of the refrigerant is equal to or lower than the preset lower limit temperature or lower limit pressure.
[0017]
It is possible to prevent a decrease in cooling efficiency due to an excessive cooling capacity and an excessive cooling of a part of the battery due to a temperature difference between the battery temperature detection part and the cooling part.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a battery cooling device according to a first embodiment of the present invention. The present embodiment is applied to a hybrid vehicle including an internal combustion engine (engine) 21 that operates with fuel as power and a motor 22 that operates with electricity. The battery cooling device includes a refrigeration cycle 1 for cooling the battery 6, and the refrigeration cycle 1 includes a compressor 11, a condenser 12, a receiver 13, an expansion valve 14a, a battery cooler 15a, and the like, which are in this order. The refrigerant pipes 100 are connected.
[0019]
The compressor 11 compresses the vaporized refrigerant to a high temperature and high pressure. The compressor 11 operates by driving the engine 21 and can be connected to and disconnected from the engine 21 by an electromagnetic clutch (hereinafter referred to as a clutch) 111. The condenser 12 dissipates the heat of the high-temperature and high-pressure refrigerant to the outside air supplied from the front of the vehicle to liquefy the high-temperature and high-pressure refrigerant. The receiver 13 performs gas-liquid separation of the refrigerant and stores excess liquefied refrigerant. The expansion valve 14a reduces the pressure of the liquefied refrigerant to low temperature and low pressure. The low-temperature and low-pressure refrigerant from the expansion valve 14a is used for cooling the battery 6 in the battery cooler 15a. As the refrigerant, carbon dioxide, propane, methane, ammonia, or the like can be used in addition to general chlorofluorocarbon.
[0020]
The compressor 11, the condenser 12, and the receiver 13 are also used as an air conditioner that cools the interior of the passenger compartment 8. That is, the refrigerant pipe 100 is branched downstream of the receiver 13, and another expansion valve 14b and an evaporator 15b are provided in parallel with the expansion valve 14a and the battery cooler 15a.
[0021]
In addition, the refrigerant pipe 100 is provided with two electromagnetic valves 3a and 3b. The electromagnetic valve 3a allows or prohibits the flow of refrigerant from the receiver 13 to the battery cooler 15a, and the electromagnetic valve 3b moves from the receiver 13 to the evaporator 15b. Allow or prohibit the flow of refrigerant. The electromagnetic valves 3a and 3b are controlled by the battery cooling ECU 4a, and low temperature and low pressure liquefied refrigerant flows through either the battery cooler 15a or the evaporator 15b by switching the electromagnetic valves 3a and 3b. The circulation and stoppage of the liquefied refrigerant are performed by starting and stopping the engine 21 and connecting / disconnecting the engine 21 and the compressor 11 by the hybrid mechanism ECU 4c and the clutch 111 which constitute switching means together with the electromagnetic valves 3a and 3b. It is possible to switch by doing.
[0022]
The evaporator 15 b is provided in a duct 91 that opens into the passenger compartment 8. The duct 91 is provided with a blower fan 92 for blowing air on the upstream side, and supplies air that has been cooled by exchanging heat with the evaporator 15 b into the passenger compartment 8. The air taken in by the blower fan 92 is selected between inside air and outside air by switching the damper 93.
[0023]
The battery cooler 15 a is stored in the heat insulating case 7 together with the battery 6. An air layer S is formed between the heat insulating case 7, the battery cooler 15a, and the battery 6 to further enhance the heat insulating property. The reciprocation of the refrigerant to the battery cooler 15 a is performed through the joint portion 101 of the refrigerant pipe 100 attached to the outer wall surface of the heat insulating case 7.
[0024]
The battery cooler 15a includes a base 151 and a plurality of heat transfer fins 152 standing in a partition shape from the base 151, and a fin tube 153 is inserted into the base 151. The fin tube 153 forms an intermediate part of the refrigerant pipe 100. One end of the fin tube 153 communicates with the expansion valve 14a and the other end communicates with the compressor 11. The low-temperature refrigerant from the expansion valve 14a flows therethrough.
[0025]
One battery 6 is disposed between two adjacent heat transfer fins 152, and the side surfaces of the batteries 6 are in close contact with the main surface of the heat transfer fins 152 to enhance heat transfer. The low-temperature refrigerant flowing through the fin tube 153 exchanges heat with the battery 6 through the tube wall, the base 151 and the heat transfer fins 152 to cool the battery 6.
[0026]
In addition to the battery cooling ECU 4a, the air conditioner ECU 4b and the hybrid mechanism ECU 4c are provided for the control of the above parts. The three ECUs 4a to 4c communicate with each other to transmit and receive information and command signals necessary for control. Yes. Each ECU 4a-4c is comprised by the microcomputer etc. provided with CPU, memory, etc., for example.
[0027]
Various sensors 51, 52, 53, 54, and 55 are provided in each part of the apparatus to obtain the control information. As a sensor for outputting a signal to the battery cooling ECU 4a, a temperature sensor 51 is provided on the surface of the battery 6 so as to detect the battery temperature Tb. A temperature sensor 52 is provided in the vicinity of the evaporator 15b in the vicinity of the evaporator 15b so as to detect the air temperature (hereinafter referred to as the outlet temperature) Tc after heat exchange with the evaporator 15b. As a sensor that outputs a signal to the air conditioner ECU 4b, a sunshine sensor 53 for knowing the passenger's indoor environment is provided. In addition, an air conditioner operation panel 401 is attached in the passenger compartment 8, and a passenger operates to transmit a predetermined indoor air conditioning command to the air conditioner ECU 4b by a switch operation. A throttle sensor 54 is provided as a sensor for outputting a signal to the hybrid mechanism ECU 4c, and detects the throttle opening. An engine speed sensor 55 is provided to detect the engine speed. These throttle opening and engine speed are used for vehicle travel control.
[0028]
The operation of the battery cooling apparatus will be described with reference to the setting of the battery cooling ECU 4a as the control means, with reference to FIGS. In FIG. 2, when the control is started (step S100), the battery temperature Tb is detected in step S110, and it is determined whether or not the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1 in step S120. Here, the upper limit temperature TbH1 is set in consideration of the life of the battery 6 (for example, 40 ° C.). If step S120 is negative, that is, if the battery temperature Tb is equal to or lower than the upper limit temperature TbH1, this control is terminated (step S130).
[0029]
If step S120 is positive, that is, if the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1, it is determined that the battery 6 needs to be cooled, and the steps after step S140 are executed. In step S140, it is determined based on the operating state of the compressor 11 whether or not the air conditioning is in operation. This information is obtained from the air conditioner ECU 4b by inter-ECU communication. If the air conditioning operation is not being performed, the procedure after step S150 shown in FIG. 3 is executed, and if the air conditioning operation is being executed, the procedure after step S260 shown in FIG. 4 is executed.
[0030]
(Without air conditioning operation)
In FIG. 3, it is determined in step S150 whether or not the engine 21 is operating. This information is obtained from the hybrid mechanism ECU 4c by communication between the ECUs 4a to 4c. If the engine 21 is not operating, a command signal is transmitted to the hybrid mechanism ECU 4c in step S160 to start (turn on) the engine 21, and the process proceeds to step S170. If the engine 21 is operating, the process proceeds directly to step S170.
[0031]
In step S170, it is determined whether or not the clutch 111 is engaged. If the clutch 111 is not engaged, the clutch is turned on in step S180 and the process proceeds to step S190. If the clutch 111 is engaged, the process proceeds to step S190. In step S190, the electromagnetic valve 3a (hereinafter referred to as electromagnetic valve Vb) is turned on and opened, and the electromagnetic valve 3b (hereinafter referred to as electromagnetic valve Vc) is turned off and closed. Thereby, a low temperature (for example, 0 degreeC) refrigerant | coolant is supplied to the battery cooler 15a, and the battery 6 is cooled.
[0032]
In subsequent step S200, the battery temperature Tb is detected, and in step S210, it is determined whether or not the battery temperature Tb is equal to or lower than the lower limit temperature TbL. Here, the lower limit temperature TbL is a temperature at which it is determined that cooling is not necessary. The lower limit temperature TbL is set in consideration of the fact that the amount of cold storage of the battery 6 is specified and the lower the temperature, the lower the temperature. ).
[0033]
If the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL, the process proceeds to step S220 to determine whether air conditioning is necessary. This information is obtained from the air conditioner ECU 4b by inter-ECU communication. If air conditioning is not required, the process returns to step S200. That is, as long as there is no request for air conditioning and the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL, steps S200 to S220 are repeated, and the cooling of the battery 6 is continued and the battery temperature Tb decreases.
[0034]
When the battery temperature Tb becomes equal to or lower than the lower limit temperature TbL (step S210), it is determined that the battery 6 has reached the specified cold storage amount, and the battery cooling operation end control is performed in steps S230 to S250.
[0035]
In step S230, it is first determined whether it is necessary to continue the operation of the engine 21 or whether air conditioning is necessary. If neither the engine operation nor the air conditioning is necessary, the engine 21 is stopped (turned off) and the clutch 111 is turned on in step S240. Is turned off, the flow of the low-temperature refrigerant in the battery cooler 15a is stopped, and the cooling of the battery 6 is finished. Next, in step S250, the solenoid valve Vb is turned off and the solenoid valve Vc is turned on, and the process returns to step S110. After the cooling of the battery 6 is stopped, the temperature Tb rises due to heat generation or the like, but steps S110 to S130 are repeated unless the upper limit temperature TbH1 is exceeded. During this time, the engine 21 is turned on to cool the battery 6. The clutch 111 is never turned on.
[0036]
(With air conditioning operation)
When it is determined in step S140 that the air conditioning operation is being performed, the procedure in the case where it is determined in step S220 that air conditioning is necessary will be described with reference to FIG. This is a control mode aimed at air conditioning as the battery 6 is cooled.
[0037]
In step S260, the battery temperature Tb is detected, and in step S270, it is determined whether or not the battery temperature Tb is equal to or higher than the maximum upper limit temperature TbH3. The maximum upper limit temperature TbH3 is an upper limit temperature for avoiding an excessive increase in the battery temperature Tb, and is set in consideration of a temperature that may cause damage to the battery 6 if the temperature is further increased (for example, 55 ° C.).
[0038]
Therefore, if the battery temperature Tb is equal to or higher than the maximum upper limit temperature TbH3 in step S270, steps S280 to S300 are executed to stop or hold the air conditioning for the time being and to cool the battery 6 to prevent the battery temperature Tb from rising excessively. That is, first, in step S280, the electromagnetic valve Vb is turned on and the electromagnetic valve Vc is turned off to allow the low-temperature refrigerant to flow through the battery cooler 15a. Next, in step S290, the battery temperature Tb is detected, and in step S300, it is determined whether or not the battery temperature Tb is equal to or lower than the upper limit temperature TbH1. If the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1, the process returns to step S290 and steps S290 and S300 are repeated. Thus, only the cooling of the battery 6 is performed with the highest priority until the battery temperature Tb becomes equal to or lower than the upper limit temperature TbH1.
[0039]
When the battery temperature Tb becomes equal to or lower than the upper limit temperature TbH1 in step S300, the process proceeds to step S310. Steps S <b> 310 to S <b> 410 are procedures for performing air conditioning while cooling the battery 6.
[0040]
First, in step S310, the outlet temperature Tc is detected, and in step S320, it is determined whether or not the outlet temperature Tc is equal to or higher than the upper limit temperature TcH. Here, the outlet upper limit temperature TcH is set to, for example, 10 ° C. at a temperature at which the evaporator 15b can be regarded as holding the minimum cooling capacity.
[0041]
If the outlet temperature Tc is equal to or lower than the upper limit temperature TcH in step S320, it is determined that the cooling capacity is sufficient, and in step S330, the electromagnetic valve Vb is turned on and the electromagnetic valve Vc is turned off to distribute the low-temperature refrigerant to the battery cooler 15a. Let me. Next, in step S340, the battery temperature Tb is detected, and in step S350, it is determined whether or not the battery temperature Tb is lower than the lower limit temperature TbL. If the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL, it is determined that the predetermined cold storage amount TbH1-TbL has not been reached, and the process returns to step S310. That is, as long as the outlet temperature Tc is not more than the upper limit temperature TcH (step S320) and at least the minimum cooling capacity is maintained, if the battery temperature Tb is not less than the lower limit temperature TbL (step S350), steps S310 to S350 are repeated. The cooling of the battery 6 is prioritized.
[0042]
Next, a case where air conditioning is prioritized will be described. If the outlet temperature Tc is equal to or higher than the upper limit temperature TcH in step S320, it is determined that the cooling capacity is not sufficient and air conditioning is prioritized. That is, in step S380, the electromagnetic valve Vb is turned off and the electromagnetic valve Vc is turned on to stop the flow of the low-temperature refrigerant in the battery cooler 15a and to flow the low-temperature refrigerant to the evaporator 15b. In subsequent step S390, the outlet temperature Tc is detected, and in step S400, it is determined whether or not the outlet temperature Tc is equal to or higher than the lower limit temperature TcL. Here, the outlet lower limit temperature TcL is a temperature at which the evaporator 15b can be considered to have sufficient cooling capacity, and is set to 5 ° C., for example.
[0043]
If the outlet temperature Tc is equal to or higher than the lower limit temperature TcL in step S400, it is determined that the predetermined cooling capacity has not been reached. In step S410, the battery temperature Tb is detected. In step S420, the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1. Determine whether or not. If the battery temperature Tb is equal to or lower than the upper limit temperature TbH1, it is determined that the battery 6 still has a cold storage amount, and the process returns to step S390. That is, while the battery temperature Tb is equal to or lower than the upper limit temperature TbH1 (step S420) and at least the amount of cold storage remains, if the outlet temperature Tc is equal to or higher than the lower limit temperature TcL (step S400), steps S390 to S420 are repeated and air conditioning has priority. Is done.
[0044]
When the outlet temperature Tc becomes equal to or lower than the lower limit temperature TcL (step S400), it is determined that the cooling capacity of the evaporator 15b is sufficient, the process proceeds to step S330 and the electromagnetic valve Vb is turned on and the electromagnetic valve Vc is turned off. To the battery cooler 15a.
[0045]
As described above, if the outlet temperature Tc is not equal to or higher than the upper limit temperature TcH, the battery 6 is stored cold until the battery temperature Tb becomes equal to or lower than the lower limit temperature TbL (steps S320, S330, S350). If it is not higher than the upper limit temperature TbH1, the ability of the evaporator 15b is increased until the outlet temperature Tc becomes lower than the lower limit temperature TcL (steps S380, S400, S420). This is because the battery 6 is cold-accumulated during the period when the compressor 11 is turned off in the conventional outlet temperature Tc control, so that the engine 21 and the clutch 111 are turned on only a little. The battery 6 is efficiently used for cooling and air conditioning.
[0046]
When battery temperature Tb becomes lower than lower limit temperature TbL (step S350), it is determined whether engine operation or air conditioning is necessary in step S360. If neither is necessary, engine 21 is turned off in step S370. The clutch 111 is turned off, and the process returns to step S110.
[0047]
When the battery temperature Tb becomes equal to or higher than the upper limit temperature TbH1 (step S420), the process returns to step S260, and the procedure after step S260 is repeated.
[0048]
5 and 6 are time charts showing the operation of each part of the battery cooling device. FIG. 5 shows the case where only the cooling of the battery 6 is performed and the control shown in FIG. 3 is performed. This is a case where the control of FIG. 4 is performed in both cases of air conditioning.
[0049]
In FIG. 5, at the initial stage, the battery temperature Tb gradually increases due to heat generation of the battery 6 but is not higher than the upper limit temperature TbH1, so that the compressor 11 is not operated and the solenoid valves Vb and Vc are off. is there.
[0050]
When the battery temperature Tb becomes equal to or higher than the upper limit temperature TbH1, when the engine 21 is off, the engine 21 is turned on and the clutch 111 is turned on. When the engine 21 is turned on, the compressor 11 is activated and the electromagnetic valve Vb is turned on. The low temperature refrigerant starts to flow into the battery cooler 15a and the battery 6 is cooled. As a result, the battery temperature Tb gradually decreases and finally becomes lower than the lower limit temperature TbL. Then, the engine 21, the clutch 111, and the electromagnetic valve Vb are restored to the original state (off). The battery temperature Tb rises again toward the upper limit temperature TbH1 due to its heat generation or the like. However, since the battery 6 is stored cold by the amount of TbH1−TbL, it is not necessary to cool immediately, and the battery 6 depends on the amount of cold stored in the battery 6. The on / off switching frequency of the engine 21 and the clutch 111 can be reduced.
[0051]
In FIG. 6, at the initial stage, the compressor 11 is operated, the electromagnetic valve Vb is turned off, the electromagnetic valve Vc is turned on, and the air conditioning is activated. As the clutch 111 is turned on / off, the outlet temperature Tc changes between the lower limit temperature TcL and the upper limit temperature TcH. The battery temperature Tb rises in the same manner as in FIG. 5, but the battery 6 is not cooled because it is not higher than the upper limit temperature TbH1.
[0052]
When the battery temperature Tb becomes equal to or higher than the upper limit temperature TbH1, the control proceeds to the control shown in FIG. 3. When the outlet temperature Tc is not equal to or higher than the upper limit temperature TcH, the electromagnetic valve Vc is turned off and the electromagnetic valve Vb is turned on. The low temperature refrigerant begins to flow into the vessel 15a, and the battery 6 is cooled. As a result, the battery temperature Tb gradually decreases, but the outlet temperature Tc gradually increases due to heat exchange with the air flowing in the duct 91.
[0053]
When the outlet temperature Tc becomes equal to or higher than the upper limit temperature TcH, the solenoid valve Vb is turned off and the solenoid valve Vc is turned on to increase the cooling capacity of the evaporator 15b, and a low-temperature refrigerant is allowed to flow through the evaporator 15b to lower the outlet temperature Tc. Let During this time, the battery temperature Tb rises again, but when the outlet temperature Tc falls below the lower limit temperature TcL, the solenoid valve Vc is turned off and the solenoid valve Vb is turned on to restart the cooling of the battery 6 and the battery temperature Tb is reduced to its lower limit temperature. Decreases toward TbL. If the battery temperature Tb becomes equal to or lower than the lower limit temperature TbL, only air conditioning is performed as before the start of battery cooling.
[0054]
As is known from the operating state of the compressor 11 at the time when only air conditioning is performed and the operating state of the period during which air conditioning and battery cooling are being performed, the period during which the compressor 11 is turned off using only air conditioning is utilized. Since the low-temperature refrigerant from the refrigeration cycle 1 flows into the battery cooler 15a and is stored in the battery 6, the on / off switching frequency of the engine 21 and the clutch 111 can be reduced according to the amount of cold storage in the battery 6, and the fuel efficiency can be reduced. Good battery 6 cooling is possible.
[0055]
(Second Embodiment)
In this embodiment, a part of the control in the battery cooling ECU 4a is changed in the configuration of the first embodiment, and the difference in control will be mainly described. The battery cooling ECU 4a has an engine operation state map stored in its memory, and the engine operation state based on the throttle opening and the engine speed known from the throttle sensor 54, which is an operation state detection means, and the engine speed sensor 55. Is detected. The engine operating state map is a high-efficiency operating range when the engine speed is in a predetermined engine speed range. Classified as binary. The engine operation state map is set in advance in consideration of the characteristics of the engine 21 and the compressor 11, and different maps are given according to the throttle opening. This is because when the throttle opening is large, the pumping loss of the engine is small, and it is determined that the operating range is high efficiency. The throttle opening and the engine speed are obtained from the hybrid mechanism ECU 4c through the above-mentioned communication between ECUs.
[0056]
The battery cooling ECU 4a executes the control shown in FIG. 7 and the same control as the control in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment. In FIG. 7, in the first embodiment, the battery 6 is cooled only when the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1 (see FIG. 2). However, the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1. If not (step S120), it is determined in step S121 whether the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL. If the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL, the engine operating state is detected in step S122, and it is determined in step S123 whether the engine operating state is in a high efficiency operating range.
[0057]
In the high-efficiency operation region, even if the battery temperature Tb is not equal to or higher than the upper limit temperature TbH1, the process proceeds to step S140 as in the case where the battery temperature Tb is equal to or higher than the upper limit temperature TbH1. The battery 6 is cooled so that the battery temperature Tb falls to the lower limit temperature TbL (see step S190 in FIG. 3 and step S330 in FIG. 4). As described above, when the engine operating state is in the high-efficiency operation region, the battery 6 is cooled even if the battery temperature Tb is not equal to or higher than the upper limit temperature TbH1, and the regenerative amount is replenished, so that the engine efficiency is good. Therefore, battery cooling can be performed with lower fuel consumption.
[0058]
If the battery temperature Tb is equal to or lower than the lower limit temperature TbL in step S121, this control is terminated. This is because the cold storage amount of the battery 6 is sufficient.
[0059]
Further, the present control is also terminated when the engine operating state is not in the high efficiency operating range in step S123. This is because there is not enough fuel efficiency.
[0060]
In the present embodiment, whether or not the engine operating state is the high efficiency operating state is determined based on the throttle opening and the engine speed. ,other You may judge by adding the item of. Alternatively, it may be determined simply based on the engine speed.
[0061]
(Third embodiment)
In this embodiment, a part of the setting of the battery cooling ECU is changed in the configuration of the second embodiment, and the difference from the second embodiment will be mainly described.
[0062]
In the battery cooling ECU 4a, the control shown in FIG. 8 and the same control as the control in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment are executed. In FIG. 8, in the second embodiment, when the battery temperature Tb is not equal to or higher than the upper limit temperature TbH1 and the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL (steps S120 and S121 in FIG. 7), the engine operating state is in the high efficiency operating range. If there is, the battery 6 is cooled. In this embodiment, it is determined in step S121A in place of step S121 whether the battery temperature Tb is equal to or higher than the lower limit temperature TbL2, and the battery temperature Tb is higher than the upper limit temperature. When the battery temperature Tb is not lower than TbH1 (step S120) and the lower limit temperature TbL2 is higher than the lower limit temperature TbL2, the battery is cooled if the engine operating state is in the high efficiency operating range (step S123). The lower limit temperature TbL2 is set to a temperature (for example, 20 ° C.) lower than the lower limit temperature TbL.
[0063]
In the high-efficiency operation region, that is, when step S123 is affirmed, the battery temperature (step S210 in FIG. 3 and S350 in FIG. 4) serving as a reference for stopping the cooling operation of the battery 6 is the lower limit temperature TbL2. .
[0064]
Thereby, the cold storage amount in the battery 6 increases as TbH1−TbL2, and the battery 6 can be cooled with low fuel consumption.
[0065]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 shows the configuration of the battery cooling device according to the present embodiment. In the first embodiment, the refrigeration cycle is operated by a motor 23 for driving the compressor instead of the internal combustion engine. In the battery cooling ECU 4a, the same control as the control of FIG. 2 of the first embodiment, and the control shown in FIGS. 10 and 11 are executed. The control in FIGS. 10 and 11 is basically the same as the control in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment, and the difference from the first embodiment will be mainly described.
[0066]
In FIG. 10, in place of steps S150 to S180 of the first embodiment, in this embodiment, the compressor motor 23 is turned on and the refrigeration cycle 1 is operated in step 150A.
[0067]
In this embodiment, in place of steps S230 and S240 in the first embodiment, it is determined whether or not air conditioning is necessary in step 230A. If air conditioning is not necessary, the compressor motor 23 is turned off in step 240A. If air conditioning is necessary, the process returns to step S110 (FIG. 2).
[0068]
In FIG. 11, instead of steps S360 and S370 of the first embodiment, in this embodiment, it is determined whether or not air conditioning is necessary in step S360A. If air conditioning is not necessary, the compressor motor 23 is turned off in step S370A. If air conditioning is necessary, the process returns to step S110 (FIG. 2).
[0069]
(Fifth embodiment)
This embodiment uses a variable capacity compressor as the compressor 11 in the first embodiment, and the battery cooling ECU 4a executes the same control as the control of FIG. 2 of the first embodiment, and the control shown in FIGS. Is done. The control in FIGS. 12 and 13 is basically the same as the control in FIGS. 3 and 4 of the first embodiment, and the difference from the first embodiment will be mainly described.
[0070]
In FIG. 12, instead of steps S170 and S180 of the first embodiment, in this embodiment, the compressor capacity Cv is set to Cv1 and the refrigeration cycle is operated in step S170B. The capacity Cv1 may be set to the maximum capacity of the compressor 11 giving priority to the battery cooling capacity, or may be limited to a value lower than the maximum capacity in consideration of uneven temperature of the battery 6.
[0071]
In this embodiment, the engine 21 is turned off in step S240B instead of step S240 in the first embodiment.
[0072]
In FIG. 13, when the battery temperature Tb becomes equal to or higher than the maximum upper limit temperature TbH3 (step S270), the compressor capacity Cv is maximized in step S271 before the solenoid valve Vb is turned on and the solenoid valve Vc is turned off (step S280). Set. As a result, the battery 6 is protected by promptly avoiding an excessive increase in the battery temperature TbH3.
[0073]
In this embodiment, the engine 21 is turned off in step S370B instead of step S370 in the first embodiment.
[0074]
In this way, the present invention can be applied to a configuration using a variable compressor, and high cooling efficiency can be obtained.
[0075]
(Sixth embodiment)
FIG. 14 shows the configuration of the battery cooling device according to the present embodiment. The present embodiment is provided with a temperature sensor 56 which is a refrigerant state detecting means for detecting the temperature of the low-temperature and low-pressure refrigerant flowing into the battery cooler 15a in the first embodiment, and the battery cooling ECU 4a is the same as that of the first embodiment. The control shown in FIGS. 2 and 4 is executed, and the control shown in FIG. 15 is executed instead of the control shown in FIG.
[0076]
In FIG. 15, when it is determined that air conditioning is not necessary (step S220), the refrigerant temperature is detected in step S500, and in step S501, it is determined whether or not the detected refrigerant temperature Tr is equal to or lower than the lower limit temperature TrL. The lower limit temperature TrL is set to a temperature at which it is recognized that the cooling capacity of the battery 6 may become excessive, for example, −10 ° C. If the refrigerant temperature Tr is equal to or lower than the lower limit temperature TrL, it is determined that the cooling capacity is excessive. Then, the clutch 111 is turned off to prohibit the cooling of the battery 6, and the process returns to step S200.
[0077]
If the refrigerant temperature Tr is not less than the lower limit temperature TrL in step S501, the process proceeds to step S503, and it is determined whether or not the refrigerant temperature Tr is not less than the predetermined temperature Tr0. The predetermined temperature Tr0 is set to a temperature slightly higher than the lower limit temperature TrL, for example, 0 ° C. If refrigerant temperature Tr is below predetermined temperature Tr0, it will return to Step S200. That is, if the clutch 111 is turned off and the battery cooling is prohibited (step S502), the state is maintained even if the refrigerant temperature Tr is equal to or higher than the lower limit temperature TrL. When the refrigerant temperature rises due to heat absorption from the battery 6 and the refrigerant temperature Tr becomes equal to or higher than the predetermined temperature Tr0 in step S503, it is determined that the state of excessive cooling capacity has been sufficiently removed, and the clutch 111 is turned on in step S504. If the clutch 111 is off, the process proceeds to step S505, where the clutch 111 is turned on and the process returns to step S200.
[0078]
This produces the following effects. If the engine rotational speed is high and the refrigerant flow rate is increased and the cooling capacity becomes excessive, there is a possibility that the cooling efficiency is lowered due to an increase in the differential pressure between the high and low pressures of the refrigerant. In addition, the temperature difference between the refrigerant and the battery 6 is so large that the actual temperature of the cooling portion is too low with respect to the temperature detected by the temperature sensor 51 that detects the temperature of the battery 6, and the battery 6 may be uneven in temperature. In the present embodiment, since the cooling of the battery 6 is prohibited when the refrigerant temperature Tr becomes equal to or lower than the lower limit temperature TrL, it is possible to prevent such a situation from occurring. In addition, even if the refrigerant temperature Tr is equal to or higher than the lower limit temperature TrL, the cooling of the battery 6 is not resumed if the temperature is equal to or lower than the predetermined temperature Tr0.
[0079]
Although the refrigerant temperature is detected in the present embodiment, a pressure sensor that detects the refrigerant pressure flowing into the battery cooler may be provided, and the control as shown in FIG. 15 may be executed in the battery cooling ECU. In this case, the refrigerant pressure is detected, and battery cooling is prohibited when the refrigerant pressure falls below a predetermined lower limit pressure (for example, 0.2 MPa), and slightly exceeds the predetermined lower limit pressure even if the refrigerant pressure is equal to or higher than the predetermined lower limit pressure. If the pressure value (for example, 0.29 MPa) or less is maintained, the clutch 111 is kept off. After the pressure value is exceeded, the clutch 111 is turned on again to restart the battery cooling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a battery cooling device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a first flowchart showing control in a battery cooling ECU of the battery cooling device.
FIG. 3 is a second flowchart showing control in a battery cooling ECU of the battery cooling device.
FIG. 4 is a third flowchart showing control in a battery cooling ECU of the battery cooling device.
FIG. 5 is a first time chart showing the operation of the battery cooling device.
FIG. 6 is a second time chart showing the operation of the battery cooling device.
FIG. 7 is a flowchart showing control in a battery cooling ECU of a battery cooling device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing control in a battery cooling ECU of a battery cooling device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a battery cooling device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a first flowchart showing control in a battery cooling ECU of the battery cooling device.
FIG. 11 is a second flowchart showing control in the battery cooling ECU of the battery cooling device.
FIG. 12 is a first flowchart showing control in a battery cooling ECU of a battery cooling device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a second flowchart showing control in the battery cooling ECU of the battery cooling device.
FIG. 14 is a configuration diagram of a battery cooling device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing control in a battery cooling ECU of a battery cooling device according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Refrigeration cycle
11 Compressor
111 Electromagnetic clutch (switching means)
12 capacitors
13 Receiver
14a, 14b expansion valve
15a battery cooler
15b evaporator
100 Refrigerant piping
21 engine
22 Motor
23 Compressor motor
3a, 3b Solenoid valve (switching means)
4a Battery cooling ECU (control means)
4b Air conditioner ECU
4c Hybrid mechanism ECU (switching means)
51 Temperature sensor (battery temperature detection means)
52 Temperature sensor (air temperature detection means)
54 Throttle sensor (operating state detection means)
55 Engine speed sensor (operating state detection means)
56 Temperature sensor (refrigerant state detection means)
6 battery
7 Insulation case

Claims

The battery is cooled by heat exchange between the compressor that changes the temperature of the refrigerant to high and high pressure, the condenser that liquefies the high-temperature and high-pressure refrigerant, the expansion valve that expands the liquefied refrigerant and lowers the refrigerant temperature, and the low-temperature refrigerant sent from the expansion valve and the battery. And a battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery, and supply of the low-temperature refrigerant to the battery cooler. Switching means for switching between and a stop thereof, and when the battery temperature detected by controlling the switching means falls below a preset lower limit value, the flow of the low-temperature refrigerant in the battery cooler is stopped, and the detected battery temperature is preset. A control means for circulating a low-temperature refrigerant to the battery cooler when exceeding the upper limit value ,
An evaporator for indoor air conditioning is connected to the refrigeration cycle in parallel with the battery cooler, and the switching means includes valve means for switching the flow path of the low-temperature refrigerant to either the battery cooler or the evaporator. ,
Air temperature detecting means for detecting the temperature of the air after heat exchange with the evaporator is provided, and the control means is used for controlling the low-temperature refrigerant until the detected air temperature is equal to or higher than a preset upper temperature during indoor air conditioning. The battery cooling device is set so as to be circulated through the battery cooler.

2. The battery cooling device according to claim 1, wherein the compressor is driven by engine power, and includes an operating state detecting means for detecting at least the engine speed as an operating state of the engine, and the control means. When the engine operating state is in a predetermined engine speed range set in advance and in a high-efficiency operating region that is a low-fuel-consumption region with good battery cooling fuel efficiency, Is a battery cooling device that is set so that a low-temperature refrigerant flows through the battery cooler even if the detected battery temperature does not exceed the upper limit temperature .

3. The battery cooling device according to claim 2, wherein the control means is set to switch the lower limit temperature to another set value on the low temperature side during flow control of the low temperature refrigerant to the battery cooler in the high efficiency operation region. Battery cooling device.

4. The battery cooling device according to claim 1 , further comprising refrigerant state detecting means for detecting a temperature or pressure of a refrigerant flowing through the battery cooler, wherein the control means has a temperature or pressure of the refrigerant in advance. A battery cooling device that is set to prohibit the flow of the low-temperature refrigerant to the battery cooler when it is equal to or lower than the set lower limit temperature or lower limit pressure .