CN113942423A

CN113942423A - 车辆

Info

Publication number: CN113942423A
Application number: CN202110792610.XA
Authority: CN
Inventors: 驹泽晴辉; 大垣彻
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2021-07-13
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2041-07-13
Also published as: CN113942423B; JP2022018443A; US20220016958A1; JP7112453B2

Abstract

本发明提供即使在利用单一的制冷系统进行车室的冷却及蓄电池的冷却的情况下，也能够在外部充电中适当冷却蓄电池且能够抑制在蓄电池充电后立即使车辆行驶时蓄电池的输出受限的情况的车辆。车辆具备：第一温度调节回路，其冷却车室；蓄电池，其能够进行外部充电；第二温度调节回路，其冷却蓄电池；冷机，其在第一温度调节回路的第一介质与第二温度调节回路的第二介质之间进行热交换；以及控制装置，其控制第一及第二温度调节回路。控制装置在由外部电源进行的蓄电池的充电中，通过第二温度调节回路冷却蓄电池，并且在蓄电池的蓄电量为规定值以上且车室温度关联值为阈值以上时，通过第一温度调节回路冷却车室。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及电动车辆等车辆。

背景技术

近年来，已知有利用从外部电源供给的电力对蓄电池进行充电的车辆(例如，专利文献1)。记载有如下内容，在专利文献1所记载的车辆中，在蓄电池的外部充电中，在没有按照充电时间表完成充电的情况下，进行被称为预空调的空调控制。

另一方面，尝试了利用搭载于车辆的一个制冷系统进行车室的冷却及蓄电池的冷却这两者。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2012/153399号

发明内容

发明要解决的课题

若将专利文献1所记载的预空调应用于利用单一的制冷系统进行车室的冷却及蓄电池的冷却这两者的车辆，则根据冷却车室的空调的使用状况，可能会出现不能适当地冷却蓄电池而导致蓄电池的输出受限的情况。例如，在蓄电池的外部充电中车室内的温度上升且蓄电池充电之后立即使车辆行驶时，若空调的冷却能力的大部分被使用于车室的冷却，则可能会出现蓄电池未被适当地冷却而导致蓄电池的输出受限的情况。另一方面，若在蓄电池的外部充电中积极地冷却车室，则有可能无法适当地冷却蓄电池。

本发明提供一种车辆，该车辆即使在利用单一的制冷系统进行车室的冷却及蓄电池的冷却的情况下，也能够在外部充电中适当地冷却蓄电池，且能够抑制在蓄电池充电之后立即使车辆行驶时蓄电池的输出受限的情况。

用于解决课题的方案

本发明提供一种车辆，其具备：

车室；

第一温度调节回路，其具备压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器，且对所述车室进行冷却；

蓄电池，其能够接受来自外部电源的电力而充电；

第二温度调节回路，其对所述蓄电池进行冷却；

热交换部，其在所述第一温度调节回路中流动的第一介质和所述第二温度调节回路中流动的第二介质之间进行热交换；以及

控制装置，其控制所述第一温度调节回路以及所述第二温度调节回路，其中，

所述控制装置在由所述外部电源对所述蓄电池的充电中，

通过所述第二温度调节回路对所述蓄电池进行冷却，并且，在所述蓄电池的蓄电量为规定值以上且与所述车室的温度关联的车室温度关联值为阈值以上时，通过所述第一温度调节回路对所述车室进行冷却。

此外，本发明提供一种车辆，其具备：

车室；

蓄电池，其能够接受来自外部电源的电力而充电；

第二温度调节回路，其对所述蓄电池进行冷却；

所述控制装置在由所述外部电源对所述蓄电池的充电中，

在所述蓄电池的充电被恒流控制的期间，禁止所述第一温度调节回路对所述车室进行冷却，以及

在所述蓄电池的充电从所述恒流控制转变为恒压控制之后，允许所述第一温度调节回路对所述车室进行冷却。

发明效果

根据本发明，即使在利用单一的制冷系统进行车室的冷却以及蓄电池的冷却的情况下，也能够在外部充电中适当地冷却蓄电池。另外，能够抑制在蓄电池充电之后立即使车辆行驶时蓄电池的输出受限的情况。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的车辆所具备的温度调节回路的结构的回路图。

图2是表示图1的温度调节回路的充电中及行驶开始时的控制例的时序图。

图3是表示外部充电中的蓄电池的蓄电量与充电电流的关系的图表。

图4是表示外部充电中的蓄电池的蓄电量与蓄电池的发热量的关系的图表。

图5是表示充电时冷却控制的处理顺序的流程图。

附图标记说明：

1 蓄电池

2 冷机(Chiller)

5 压缩机

6 冷凝器

7 蒸发器

8 膨胀阀

C1 第一温度调节回路

C2 第二温度调节回路

CTR 控制装置

V 车辆

SOC1 规定值

T1 阈值

具体实施方式

以下，参照图1至图5对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1所示，车辆V具备：车室(未图示)；第一温度调节回路C1，其对车室进行冷却；蓄电池1，其能够利用来自外部电源的电力进行充电；第二温度调节回路C2，其对蓄电池1进行冷却；冷机2，其在第一温度调节回路C1中流动的第一介质和第二温度调节回路C2中流动的第二介质之间进行热交换；驱动单元3(包括马达、逆变器等)，其利用来自蓄电池1的电力使车辆V行驶；第三温度调节回路C3，其对驱动单元3进行冷却；以及控制装置CTR，其对各温度调节回路C1至C3进行控制。

第一介质是在低压环境下气化并在高压环境下液化的制冷剂气体等液状介质，第二介质是水、散热液、冷却液等液状介质。需要说明的是，第三温度调节回路C3通过在液状介质循环的回路上配置第一泵P1、驱动单元3及散热器4而构成，但由于其与本发明的相关性低，因此省略详细的说明。

第二温度调节回路C2具备：第二泵P2，其使第二介质在该回路中循环；冷机2，其配置于第二泵P2的下游侧，并且在第一温度调节回路C1中流动的第一介质和第二介质之间进行热交换；以及蓄电池1，其配置于冷机2的下游侧。

第一温度调节回路C1具备：主流路C11，其沿着第一介质的流动方向配置有压缩机5、冷凝器(condenser)6、膨胀阀8以及蒸发器(evaporator)7；分支流路C12，其从主流路C11分支而与冷机2相连；第一阀V1，其设置于主流路C11，并能够切断第一介质向膨胀阀8以及蒸发器7的流入；第二阀V2，其设置于分支流路C12，并能够切断第一介质向冷机2的流入；以及膨胀阀9，其设置于第二阀V2与冷机2之间。压缩机5、冷凝器6、蒸发器7以及膨胀阀8构成所谓的制冷循环。该制冷循环仅设置于第一温度调节回路C1，未设置于第二温度调节回路C2。因此，为了使用制冷循环来冷却蓄电池1，需要经由冷机2的第一介质与第二介质的热交换，该详细内容将在后叙述。

第一阀V1以及第二阀V2例如是能够电磁地切换打开和关闭的电磁式开闭阀，在关闭时切断第一介质的流入，在打开时允许第一介质的流入。需要说明的是，第一阀V1及第二阀V2可以为常闭阀，也可以为常开阀。另外，第一阀V1及膨胀阀8也可以由同一阀构成，第二阀V2及膨胀阀9也可以由同一阀构成。

第一温度调节回路C1在第一阀V1及第二阀V2为打开而允许第一介质向蒸发器7及冷机2流入的第一状态下，从冷凝器6向蒸发器7及冷机2供给第一介质。供给至蒸发器7的第一介质与空气进行热交换，通过该热交换而被冷却的空气由风扇(未图示)供给至车室，从而车室被冷却。另一方面，被供给至冷机2的第一介质在冷机2中与第二介质进行热交换，通过该热交换而被冷却的第二介质被供给至蓄电池1，从而蓄电池1被冷却。需要说明的是，第一介质通过在膨胀阀8、9中气化时的气化热而在蒸发器7内、冷机2内对空气或第二介质进行冷却，气化后的液状介质经由压缩机5及冷凝器6而恢复为液状态。

另外，第一温度调节回路C1在第一阀V1为打开、第二阀V2为关闭而仅允许第一介质向蒸发器7流入的第二状态下，从冷凝器6仅向蒸发器7供给第一介质，对车室进行冷却。另外，第一温度调节回路C1在第一阀V1为关闭、第二阀V2为打开而仅允许第一介质向冷机2流入的第三状态下，从冷凝器6仅向冷机2供给第一介质，对蓄电池1进行冷却。

第一温度调节回路C1的制冷循环能力Z(冷却能力)例如为3kw至10kw，在第一状态下，制冷循环能力Z被分配为车室的冷却能力X(图2的车室制冷能力)和蓄电池1的冷却能力Y(图2的蓄电池制冷能力)，在第二状态下，制冷循环能力Z仅用于车室的冷却能力X，在第三状态下，制冷循环能力Z仅用于蓄电池1的冷却能力Y。需要说明的是，该制冷循环能力Z(冷却能力)是指在利用了液体蒸发气化时从周围吸取热的现象的制冷机的热力学循环中，制冷机能够实现的最大冷却能力。决定制冷循环能力Z的主要因素是压缩机5的能力，但并非仅靠压缩机5的能力决定，制冷循环能力是根据使由压缩机5压缩后的制冷剂冷凝的冷凝器6、使冷凝后的制冷剂蒸发的蒸发器7的性能等复合的因素来决定。

控制装置CTR在通过外部电源对蓄电池1进行充电的期间(插入充电中)，基于第一温度调节回路C1及第二温度调节回路C2的控制来冷却蓄电池1。然而，在蓄电池1的外部充电中车室内的温度上升且蓄电池1的充电后使车辆V行驶时，若第一温度调节回路C1的制冷循环能力Z的大部分被用于车室冷却(制冷)，则蓄电池1未被适当地冷却，有可能蓄电池温度上升至蓄电池1的输出受限的阈值温度(图2的T_{bat ps})。

如图2及图5所示，控制装置CTR在外部电源对蓄电池1的充电开始时，将第一温度调节回路C1设为第三状态，将制冷循环能力Z仅利用于蓄电池1的冷却能力Y；在蓄电池1的蓄电量为规定值以上(例如，蓄电量为图2的蓄电量SOC1以上)且与车室的温度关联的车室温度关联值为阈值以上(例如，图2的车室温度为T1以上)时，将第一温度调节回路C1切换为第一状态，将制冷循环能力Z分配为车室的冷却能力X和蓄电池1的冷却能力Y。需要注意的是，车室温度关联值不限于车室温度，也可以是外部气体温度，还可以是充电结束时的预测车室温度等。

这样，通过在蓄电池1的充电中冷却车室，从而能够抑制在蓄电池1的充电后使车辆V行驶时，由于第一温度调节回路C1的制冷循环能力Z的大部分被用于车室的冷却而使得蓄电池1的输出受限的情况。

另外，通过仅在蓄电池1的蓄电量为规定值以上的情况下冷却车室，从而能够利用蓄电池1的发热量变低后的第一温度调节回路C1的剩余冷却能力来冷却车室。

该规定值也可以设定为在蓄电池1的充电时从恒流控制向恒压控制转变之际的蓄电量(SOC1)。例如，在车辆V中，在利用外部电源对蓄电池1进行充电之际，如图3所示，在蓄电池1的蓄电量少时，通过恒流控制对蓄电池1进行充电，在蓄电池1的蓄电量接近目标蓄电量(SOC2)时，通过恒压控制对蓄电池1进行充电。根据这样的充电控制，如图4所示，在恒压控制时，与恒流控制时相比，蓄电池1的充电时的发热较少。因此，如图2所示，分配给蓄电池1的冷却的第一温度调节回路C1的冷却能力Y减少。因此，在恒压控制时，能够将第一温度调节回路C1的冷却能力X(Z-Y)用于车室的冷却。

即，在外部电源对蓄电池1进行的充电中，蓄电池1的充电电流及发热量与蓄电池1的蓄电量的增加相应地降低，因此在蓄电池1的蓄电量为规定值以上的状况下，蓄电池冷却所需的冷却能力Y减少，能够将制冷循环能力Z的一部分作为在车室冷却中使用的冷却能力X来分配。在根据上述的蓄电池1的蓄电量从恒流控制向恒压控制转变的情况下，在蓄电池1的充电从恒流控制转变为恒压控制之后，能够通过第一温度调节回路C1冷却车室。这样，在蓄电池1充电时能够适当地冷却蓄电池1，并且能够抑制在蓄电池1充电之后立即使车辆V行驶时，由于将第一温度调节回路C1的冷却能力用于车室的冷却而导致蓄电池1的输出受限的情况。

控制装置CTR在蓄电池1的充电中对车室进行冷却时，将第一温度调节回路C1的制冷循环能力Z相较于分配给车室的冷却，优先分配给蓄电池1的冷却。即，在蓄电池1的充电中分配给车室冷却的冷却能力X被限制为从第一温度调节回路C1的制冷循环能力Z减去蓄电池冷却所需的冷却能力Y而得到的冷却能力以下(X≤Z-Y)。由此，能够优先抑制蓄电池1的发热。

另外，在蓄电池1的充电中分配给蓄电池1的冷却的冷却能力Y基于蓄电池1的输出受限的阈值温度(图2的T_{bat ps})和充电中的蓄电池1的温度(图2的T_bat)来决定。具体而言，在以充电中的蓄电池1的温度T_bat不超过阈值温度T_{bat ps}的方式冷却蓄电池1的同时，利用剩余冷却能力进行车室的冷却。

另外，控制装置CTR在蓄电池1的充电后使车辆V行驶时，将第一温度调节回路C1的制冷循环能力Z相较于分配给车室的冷却，优先分配给蓄电池1的冷却，以使蓄电池1的温度(图2的T_bat)不超过阈值温度(图2的T_{bat ps})。若使用图2具体地进行说明，则行驶开始时的蓄电池1的冷却能力Y_start为行驶开始时的蓄电池1的目标冷却能力阈值Y_{low LMT}以上，目标冷却能力阈值Y_{low LMT}确定使蓄电池1的温度T_bat低于阈值温度T_{bat ps}。由此，能够更适当地抑制在蓄电池1的充电后使车辆V行驶时，蓄电池1的输出受限的情况。

此时，车室的冷却优选设定为行驶开始时的车室温度A不超过行驶开始时的车室温度阈值B。

控制装置CTR在蓄电池1的充电后不立即使车辆V行驶时，在蓄电池1的充电结束时，结束车室的冷却。这样，能够避免由于对车室进行冷却而蓄电池1的蓄电量减少。

也可以是，控制装置CTR仅在有用户的允许的情况下，在蓄电池1的充电中冷却车室。例如，也可以是在使用户预先设定是否在蓄电池1的充电中冷却车室，且进行了允许的意旨的设定的情况下，执行蓄电池充电中的车室冷却。这样，能够避免在没有用户的允许的状态下车室被冷却。

另外，控制装置CTR也可以基于充电时间表以及行驶时间表，在蓄电池1的充电的预定结束时间与行驶开始时间的间隔为规定时间以下的情况下，在蓄电池1的充电中冷却车室。这样，能够避免不必要地对车室进行冷却。

需要说明的是，优选的是，在蓄电池1的充电中冷却车室时，使用来自外部电源的剩余电力来冷却车室。这样，在根据充电时间进行收费的充电站中，能够经济且高效地进行蓄电池1的充电和车室的冷却。

接下来，参照图5对实现上述那样的功能的控制装置CTR的处理顺序进行说明。

如图5所示，若利用外部电源对蓄电池1进行充电，则控制装置CTR将第一温度调节回路C1设为第三状态而开始了蓄电池1的冷却(S1)，之后反复判断蓄电池1的蓄电量是否为规定值以上(S2)。控制装置CTR在判断为蓄电池1的蓄电量为规定值以上时，判断车室的温度是否为第一阈值以上(S3)，在判断为车室的温度为第一阈值以上的情况下，控制装置CTR将第一温度调节回路C1设为第一状态而开始车室的冷却(S4)，另一方面，在判断为车室的温度小于第一阈值的情况下，控制装置CTR使第一温度调节回路C1保持第三状态(S5)。

之后，控制装置CTR按照充电完成条件使充电完成(S6)，之后判断蓄电池1的温度是否为第二阈值以上(S7)，在判断为蓄电池1的温度为第二阈值以上的情况下，控制装置CTR将第一温度调节回路C1设为第一状态或第三状态而继续蓄电池1的冷却(S8)，另一方面，在判断为蓄电池1的温度小于第二阈值的情况下，控制装置CTR将第一温度调节回路C1设为第二状态或停止状态而使蓄电池1的冷却停止(S9)。

以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但不言而喻的是本发明并不限于该例子。只要是本领域技术人员，则明显能够知晓在技术方案的范围内记载的范畴内想到各种变更例或修正例，关于这些也当然属于本发明的技术范围内。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。

在本说明书中至少记载了以下的事项。需要说明的是，尽管在括号内示出了在上述实施方式中对应的构成要素等，但是本发明并不限定于此。

(1)一种车辆(车辆V)，其具备：

车室；

第一温度调节回路(第一温度调节回路C1)，其具备压缩机(压缩机5)、冷凝器(冷凝器6)、膨胀阀(膨胀阀8)及蒸发器(蒸发器7)，且对所述车室进行冷却；

蓄电池(蓄电池1)，其能够接受来自外部电源的电力而充电；

第二温度调节回路(第二温度调节回路C2)，其对所述蓄电池进行冷却；

热交换部(冷机2)，其在所述第一温度调节回路中流动的第一介质和所述第二温度调节回路中流动的第二介质之间进行热交换；以及

控制装置(控制装置CTR)，其控制所述第一温度调节回路及所述第二温度调节回路，其中，

所述控制装置在由所述外部电源对所述蓄电池的充电中，

通过所述第二温度调节回路对所述蓄电池进行冷却，并且，在所述蓄电池的蓄电量为规定值(SOC1)以上且与所述车室的温度关联的车室温度关联值为阈值(T1)以上时，通过所述第一温度调节回路对所述车室进行冷却。

根据(1)，通过在蓄电池的充电中冷却车室，从而能够抑制在蓄电池的充电之后立即使车辆行驶时，由于第一温度调节回路的冷却能力被用于车室的冷却而使蓄电池的输出受限的情况。

另外，通过仅在蓄电池的蓄电量为规定值以上的情况下冷却车室，能够利用蓄电池的发热量变低后的第一温度调节回路的剩余冷却能力来冷却车室，能够适当地冷却外部充电中的蓄电池。

(2)根据(1)所述的车辆，其中，

所述控制装置在所述蓄电池的充电中对所述车室进行冷却时，将所述第一温度调节回路的冷却能力相较于分配给所述车室的冷却，优先分配给所述蓄电池的冷却。

根据(2)，通过优先对蓄电池进行冷却，能够抑制蓄电池的发热。

(3)根据(2)所述的车辆，其中，

分配给所述蓄电池的冷却的所述第一温度调节回路的冷却能力基于所述蓄电池的输出受限的阈值温度和充电中的所述蓄电池的温度来决定。

根据(3)，能够更适当地抑制蓄电池的发热。

(4)根据(3)所述的车辆，其中，

所述控制装置在所述蓄电池的充电后使所述车辆行驶时，将所述第一温度调节回路的冷却能力相较于分配给所述车室的冷却，优先分配给所述蓄电池的冷却，以使所述蓄电池的温度不超过所述阈值温度。

根据(4)，能够进一步适当地抑制在蓄电池的充电后使车辆行驶时，蓄电池的输出受限的情况。

(5)根据(1)至(4)中任一项所述的车辆，其中，

所述控制装置在所述蓄电池的充电结束时结束所述车室的冷却。

根据(5)，能够避免由于冷却车室而蓄电池的蓄电量减少。

(6)根据(1)至(5)中任一项所述的车辆，其中，

所述控制装置仅在有用户的允许的情况下，在所述蓄电池的充电中对所述车室进行冷却。

根据(6)，能够避免在没有用户的允许的状态下车室被冷却。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的车辆，其中，

所述控制装置基于充电时间表以及行驶时间表，在所述蓄电池的充电的预定结束时间与行驶开始时间的间隔为规定时间以下的情况下，在所述蓄电池的充电中冷却所述车室。

根据(7)，通过基于充电时间表以及行驶时间表来决定是否对车室进行冷却，能够避免不必要地对车室进行冷却。另外，能够抑制在蓄电池充电后使车辆行驶时，由于第一温度调节回路的冷却能力用于车室的冷却而蓄电池的输出受限的情况。

(8)根据(1)至(7)中任一项所述的车辆，其中，

所述蓄电池在所述蓄电池的蓄电量达到所述规定值以前通过恒流控制而被充电，在所述蓄电池的蓄电量为所述规定值以上时通过恒压控制而被充电。

根据(8)，在恒压控制时，与恒流控制时相比，蓄电池的充电时的发热较小，因此分配给蓄电池的冷却的第一温度调节回路的冷却能力减少。因此，在恒压控制时，能够将第一温度调节回路的冷却能力用于车室的冷却。

(9)一种车辆(车辆V)，其具备：

车室；

第一温度调节回路(第一温度调节回路C1)，其具备压缩机(压缩机5)、冷凝器(冷凝器6)、膨胀阀(膨胀阀8)及蒸发器(蒸发揩7)，并对所述车室进行冷却；

蓄电池(蓄电池1)，其能够接受来自外部电源的电力而充电；

所述控制装置在由所述外部电源对所述蓄电池进行的充电中，

在所述蓄电池的充电被恒流控制的期间，禁止所述第一温度调节回路对所述车室进行冷却，

根据(9)，在恒压控制时，与恒流控制时相比，蓄电池的充电时的发热较小，因此分配给蓄电池的冷却的第一温度调节回路的冷却能力减少。由此，在恒压控制时，能够将第一温度调节回路的冷却能力用于车室的冷却。因此，能够在蓄电池的充电从恒流控制转变为恒压控制之后对车室进行冷却。由此，能够适当地冷却外部充电中的蓄电池，并且在蓄电池的充电后使车辆行驶时，能够抑制因第一温度调节回路的冷却能力被用于车室的冷却而使蓄电池的输出受限的情况。

(10)根据(9)所述的车辆，其中，

使用来自所述外部电源的电力来冷却所述车室。

根据(10)，通过使用蓄电池的充电从恒流控制转变为恒压控制后的来自外部电源的剩余电力来冷却车室，在根据充电时间进行收费的充电站中，能够经济且高效地进行蓄电池的充电和车室的冷却。

Claims

1.一种车辆，其具备：

车室；

蓄电池，其能够接受来自外部电源的电力而充电；

第二温度调节回路，其对所述蓄电池进行冷却；

所述控制装置在由所述外部电源对所述蓄电池的充电中，

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，

4.根据权利要求3所述的车辆，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其中，

6.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其中，

7.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其中，

8.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其中，

9.一种车辆，其具备：

车室；

蓄电池，其能够接受来自外部电源的电力而充电；

第二温度调节回路，其对所述蓄电池进行冷却；

所述控制装置在由所述外部电源对所述蓄电池的充电中，

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，

所述车辆使用来自所述外部电源的电力来冷却所述车室。