JP7188064B2 - heat management system - Google Patents
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Description
本発明は、熱マネジメントシステムに関するものである。 The present invention relates to thermal management systems.
特許文献1には、エンジンを冷却するシステムが記載されている。このシステムは、エンジンと、エンジンを冷却する冷却水と、冷却水を放熱させるラジエータと、冷却水を貯留するリザーバタンクとを備える。 Patent Document 1 describes a system for cooling an engine. This system includes an engine, cooling water for cooling the engine, a radiator for dissipating heat from the cooling water, and a reservoir tank for storing the cooling water.
ところで、本発明者は、充放電または電力変換に伴って発熱する発熱体の熱を管理する熱マネジメントシステムにおいて、次の課題が生じることを見出した。このシステムは、発熱体から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体と、この熱輸送媒体が流れる回路とを備える。この回路は、熱交換媒体との熱交換によって熱輸送媒体を放熱させる熱交換器と、熱輸送媒体を貯留するリザーバタンクとを有する。熱輸送媒体の漏れを防止するため、リザーバタンクの内部は密閉される。 By the way, the inventor of the present invention found that the following problems arise in a heat management system that manages the heat of a heating element that generates heat during charging/discharging or power conversion. This system includes a liquid heat transport medium that transports heat received from a heating element, and a circuit through which the heat transport medium flows. This circuit has a heat exchanger that dissipates heat from the heat transport medium by exchanging heat with the heat exchange medium, and a reservoir tank that stores the heat transport medium. The inside of the reservoir tank is sealed to prevent leakage of the heat transfer medium.
このシステムでは、熱交換媒体からガスが発生する場合がある。例えば、熱輸送媒体に水が含まれ、かつ、熱交換器のうち熱交換媒体と接触する部分がアルミニウムで構成される場合、熱交換器のうち熱交換媒体と接触する部分において水から水素ガスが発生する。また、他の例として、熱輸送媒体に有機溶剤が含まれる場合、有機溶剤が気化してガスが発生する場合がある。この発生したガスは、リザーバタンクの内部に溜まる。これにより、リザーバタンクの内部の圧力が上昇する。このため、リザーバタンクの劣化が早まる。 Gases may be generated from the heat exchange medium in this system. For example, when water is contained in the heat transport medium, and the portion of the heat exchanger that contacts the heat exchange medium is made of aluminum, water is converted to hydrogen gas in the portion of the heat exchanger that contacts the heat exchange medium. occurs. As another example, when the heat transport medium contains an organic solvent, the organic solvent may evaporate to generate gas. The generated gas accumulates inside the reservoir tank. This increases the pressure inside the reservoir tank. As a result, deterioration of the reservoir tank is accelerated.
本発明は上記点に鑑みて、リザーバタンクの劣化が早まることを抑制できる熱マネジメントシステムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a heat management system capable of suppressing accelerated deterioration of a reservoir tank.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
放充電または電力変換に伴って発熱する発熱体(12)の熱を管理する熱マネジメントシステムであって、
発熱体から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体(14)と、
熱輸送媒体が流れる回路(20)とを備え、
回路は、
熱輸送媒体と熱交換媒体との熱交換により、回路の外部へ熱輸送媒体の熱を放出する熱交換器(22)と、
熱輸送媒体を貯留するリザーバタンク(23)と有し、
回路の一部に、熱輸送媒体から生じたガスを回路の外部へ抜去する抜去部(252、255)が形成されており、
回路は、回路を構成する構成部品を互いにつなぐとともに、熱輸送媒体が流れる流路を形成する流路形成部(25)を有し、
流路形成部は、第1流路部(251、254)と、第1流路部よりもガス透過性が高い第2流路部(252、255)とを有し、
抜去部は、第2流路部である。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1,
A heat management system that manages the heat of a heating element (12) that generates heat with discharge/charging or power conversion,
a liquid heat transport medium (14) for transporting heat received from the heating element;
a circuit (20) through which a heat transport medium flows,
The circuit is
a heat exchanger (22) that releases the heat of the heat transport medium to the outside of the circuit by heat exchange between the heat transport medium and the heat exchange medium;
Having a reservoir tank (23) for storing a heat transport medium,
An extraction part ( 252, 255) for extracting gas generated from the heat transport medium to the outside of the circuit is formed in a part of the circuit ,
The circuit has a flow path forming portion (25) that connects components constituting the circuit to each other and forms a flow path through which the heat transport medium flows,
The flow path forming part has first flow path parts (251, 254) and second flow path parts (252, 255) having higher gas permeability than the first flow path part,
The withdrawal section is the second flow path section.
これによれば、熱輸送媒体から生じたガスを、抜去部によって抜き去ることができる。このため、熱交換媒体から生じたガスがリザーバタンクに溜まり、リザーバタンクの内圧が上昇することを抑制することができる。よって、リザーバタンクの劣化が早まることを抑制することができる。 According to this, the gas generated from the heat transport medium can be removed by the removal section. Therefore, it is possible to prevent the gas generated from the heat exchange medium from accumulating in the reservoir tank and increasing the internal pressure of the reservoir tank. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the reservoir tank from being accelerated.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 It should be noted that the reference numerals in parentheses attached to each component etc. indicate an example of the correspondence relationship between the component etc. and specific components etc. described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each of the following embodiments, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals in the drawings for the sake of simplification of explanation.
(第1実施形態)
図1に示す熱マネジメントシステム10は、電動車両に搭載される。以下では、熱マネジメントシステム10は、単に、システム10と呼ばれる。電動車両は、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る。電動車両としては、電気自動車、プラグインハイブリッド自動車、燃料電池自動車、電動2輪等が挙げられる。電動車両の車輪数や車両用途は限定されない。電動車両には、走行用電動モータ、電池、インバータが搭載されている。燃料電池自動車では、車両に燃料電池が搭載されている。
(First embodiment)
A
走行用電動モータは、電池から供給された電力を車両走行用の駆動力に変換するとともに、減速時に車両の動力を電力に変換する電力に変換するモータジェネレータである。走行用電動モータは、動力と電力との変換に伴い発熱する。 The electric motor for running is a motor generator that converts the electric power supplied from the battery into driving force for running the vehicle, and converts the motive power of the vehicle into electric power during deceleration. An electric motor for traveling generates heat as power is converted into electric power.
電池は、走行用電動モータに電力を供給する車両走行用の電池である。電池は、車両減速時に走行用電動モータからの電力を充電する。電池は、車両停車時に外部電源(すなわち、商用電源)から供給される電力の充電が可能である。電池は、充放電に伴い発熱する。 The battery is a vehicle running battery that supplies electric power to a running electric motor. The battery charges electric power from the electric motor for traveling when the vehicle decelerates. The battery can be charged with power supplied from an external power source (that is, commercial power source) when the vehicle is stopped. Batteries generate heat as they are charged and discharged.
インバータは、電池から走行用電動モータへ供給される電力を直流から交流へ変換する電力変換装置である。また、インバータは、走行用電動モータから電池へ充電される電力を交流から直流へ変換する。インバータは、電力の変換に伴い発熱する。 An inverter is a power conversion device that converts the power supplied from a battery to an electric motor for traveling from direct current to alternating current. Further, the inverter converts the electric power charged in the battery from the electric motor for traveling from alternating current to direct current. The inverter generates heat as it converts electric power.
燃料電池は、電気化学反応によって燃料の化学エネルギを電力に変換する。燃料電池は、燃料から電力への変換に伴って発熱する。 A fuel cell converts the chemical energy of a fuel into electrical power through an electrochemical reaction. Fuel cells generate heat as they convert fuel into electricity.
図1に示すように、システム10は、発熱体12と、熱輸送媒体14と、回路20とを備える。発熱体12は、充放電または電力変換に伴って発熱する。発熱体12は、上記した電池、燃料電池、インバータまたはモータジェネレータである。
As shown in FIG. 1,
熱輸送媒体14は、液状であり、発熱体12から受けた熱を輸送する。熱輸送媒体14は、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、イオン性防錆剤を含まない。
The
基材は、熱輸送媒体14のベースとなる材料である。液状の基材とは、使用状態で液体の状態であることを意味する。基材としては、凝固点降下剤が添加された水が用いられる。水が用いられるのは、水は熱容量が大きく、安価であり、粘性が低いからである。凝固点降下剤が水に添加されるのは、環境温度が氷点下であっても液体の状態を確保するためである。凝固点降下剤は、水に溶解し、水の凝固点を降下させる。凝固点降下剤としては、有機アルコール、例えば、アルキレングリコールまたはその誘導体が用いられる。アルキレングリコールとしては、例えば、モノエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、グリセリンが単独または混合物として用いられる。凝固点降下剤としては、有機アルコールに限らず、無機塩等が用いられてもよい。
The base material is a material that serves as the base of the
オルト珪酸エステルは、熱輸送媒体14に防錆の機能を持たせるための化合物である。オルト珪酸エステルが熱輸送媒体14に含まれることで、熱輸送媒体14は防錆の機能を有する。このため、熱輸送媒体14にイオン性防錆剤が含まれなくてもよい。
The orthosilicate ester is a compound for providing the
オルト珪酸エステルとしては、一般式(I)で示される化合物が用いられる。 A compound represented by the general formula (I) is used as the orthosilicate.
一般式(I)において、置換基R1~R4は、同じ又は異なり、かつ、炭素数1~20のアルキル置換基、炭素数2~20のアルケニル置換基、炭素数1~20のヒドロキシアルキル置換基、置換又は非置換の炭素数6~12のアリール置換基及び/又は式-(CH2-CH2-O)n-R5のグリコールエーテル-置換基を表す。R5は、水素又は炭素数1~5のアルキルを表す。nは、1~5の数を表す。
In general formula (I), the substituents R 1 to R 4 are the same or different, and are alkyl substituents having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl substituents having 2 to 20 carbon atoms, and hydroxyalkyl substituents having 1 to 20 carbon atoms. represents a substituent, a substituted or unsubstituted aryl substituent of 6 to 12 carbon atoms and/or a glycol ether-substituent of the formula —(CH 2 —CH 2 —O)n—R 5 . R 5 represents hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms. n represents a number from 1 to 5;
オルト珪酸エステルの典型的な例は、純粋なテトラアルコキシシラン、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n-プロポキシ)シラン、テトラ(イソプロポキシ)シラン、テトラ(n-ブトキシ)シラン、テトラ(t-ブトキシ)シラン、テトラ(2-エチルブトキシ)シラン、又はテトラ(2-エチルヘキソキシ)シラン、並びにさらにテトラフェノキシシラン、テトラ(2-メチルフェノキシ)シラン、テトラビニルオキシシラン、テトラアリルオキシシラン、テトラ(2-ヒドロキシエトキシ)シラン、テトラ(2-エトキシエトキシ)シラン、テトラ(2-ブトキシエトキシ)シラン、テトラ(1-メトキシ-2-プロポキシ)シラン、テトラ(2-メトキシエトキシ)シラン又はテトラ[2-[2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ]エトキシ]シランである。 Typical examples of orthosilicates are pure tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra(n-propoxy)silane, tetra(isopropoxy)silane, tetra(n-butoxy)silane, tetra (t-butoxy)silane, tetra(2-ethylbutoxy)silane or tetra(2-ethylhexoxy)silane and also tetraphenoxysilane, tetra(2-methylphenoxy)silane, tetravinyloxysilane, tetraallyloxysilane, tetra(2-hydroxyethoxy)silane, tetra(2-ethoxyethoxy)silane, tetra(2-butoxyethoxy)silane, tetra(1-methoxy-2-propoxy)silane, tetra(2-methoxyethoxy)silane or tetra[ 2-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]ethoxy]silane.
オルト珪酸エステルとしては、一般式(I)において、置換基R1~R4は、同じであり、かつ、炭素数1~4のアルキル置換基又は式-(CH2-CH2-O)n-R5のグリコールエーテル置換基を表し、R5は水素、メチル又はエチルを表し、nは1、2又は3の数を表す化合物が用いられることが好ましい。 As the orthosilicate ester, in the general formula (I), the substituents R 1 to R 4 are the same and an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms or an alkyl substituent of the formula -(CH2-CH2-O)n-R Preferably compounds are used in which 5 glycol ether substituents are used, R 5 represents hydrogen, methyl or ethyl and n represents the number 1, 2 or 3.
オルト珪酸エステルは、熱輸送媒体14の全体に対するケイ素の濃度が1~10000質量ppmとなるように、熱輸送媒体14に含まれる。このケイ素の濃度は、1質量ppm以上2000質量ppm以下であることが好ましい。また、このケイ素の濃度は、2000質量ppmより高く10000質量ppm以下であることが好ましい。上記のオルトケイ酸エステルは、市販されているか又は1当量のテトラメトキシシランを、4当量の相応する長鎖アルコール又はフェノールで簡単にエステル交換し、メタノールを留去することにより製造可能である。
The orthosilicate ester is contained in the
熱輸送媒体14にイオン性防錆剤が含まれないため、熱輸送媒体14の導電率は、熱輸送媒体にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して低い。熱輸送媒体14の導電率は、50μS/cm以下であり、好ましくは、1μS/cm以上5μS/cm以下である。
Since the
なお、熱輸送媒体14には、オルト珪酸エステルに加えて、防錆剤としてのアゾール誘導体が含まれていてもよい。
The
回路20は、受熱部21と、熱交換器22と、リザーバタンク23と、ポンプ24と、ホース25とを有する。
The
受熱部21は、発熱体12から熱輸送媒体14に受熱させる。受熱部21は、発熱体12に隣接して流れる流路によって構成される。受熱部21を構成する部材を介して、発熱体12から熱輸送媒体14へ熱が移動する。
The
熱交換器22は、熱輸送媒体14と熱交換媒体との熱交換により、回路20の外部へ熱輸送媒体14の熱を放出する。熱交換媒体は、空気、オイルまたは冷凍サイクルの冷媒である。
The
リザーバタンク23は、熱輸送媒体14を貯留するタンクである。ポンプ24は、熱輸送媒体14を送る流体機械である。ホース25は、回路20を構成する回路構成部品である受熱部21、熱交換器22およびリザーバタンク23を互いにつなぐとともに、熱輸送媒体14が流れる流路を形成する流路形成部である。
The
ポンプ24の作動によって熱輸送媒体14が回路20を循環する。受熱部21で、熱輸送媒体14は発熱体の熱を受ける。熱交換器22で、熱輸送媒体14の熱が放出される。これにより、発熱体12が冷却される。
本実施形態では、熱交換器22のうち熱輸送媒体14と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている。熱輸送媒体14は、水を含む。このため、熱交換器22のうち熱輸送媒体14と接触する部分において、水の電気化学反応により、水素ガスが発生する。そこで、本実施形態では、リザーバタンク23に、熱輸送媒体14から生じた水素ガスを回路20の外部へ抜去する抜去部が形成されている。
In this embodiment, the portion of the
図2に示すように、リザーバタンク23は、タンク本体部231と、蓋部232とを有する。タンク本体部231の内部には、熱輸送媒体14を貯留するタンク空間233が形成されている。タンク本体部231の内部に、熱輸送媒体14が貯留されている。蓋部232は、タンク本体部231が有する開口部234を塞いでいる。
As shown in FIG. 2, the
タンク本体部231は、側壁部235と、底壁部236と、上壁部237とを有する。側壁部235は、上下方向に延びている。底壁部236は、側壁部235の下端に連なっている。上壁部237は、側壁部235の上端に連なっている。
The
また、図3に示すように、タンク本体部231は、第1壁部31と、第2壁部32とを有する。第1壁部31は、タンク空間233を形成する。第2壁部32は、第1壁部31とともにタンク空間233を形成する。第1壁部31は、タンク本体部231の一部である。第2壁部32は、タンク本体部231の他の一部であって、第1壁部31よりもタンク空間233に面する表面の面積が小さい部分である。なお、本実施形態では、第2壁部32は側壁部235に位置する。しかしながら、第2壁部32は、上壁部237に位置していてもよい。
Further, as shown in FIG. 3 , the
第1壁部31と第2壁部32とは同じ厚さである。第2壁部32の水素ガスの透過係数は、同じ厚さで比較したときの第1壁部31の水素ガスの透過係数よりも大きい。このため、第2壁部32は、第1壁部31よりも水素ガスの透過性が高くなっている。第1壁部31を構成する材料としては、例えば、合成樹脂であるポリプロピレンが用いられる。第2壁部32を構成する材料としては、例えば、第1壁部31を構成するポリプロピレンよりも結晶性が低いポリプロピレンが用いられる。
The
以上の説明の通り、本実施形態では、回路20の一部であるリザーバタンク23に、熱輸送媒体14から生じた水素ガスを抜去する抜去部としての第2壁部32が形成されている。これによれば、リザーバタンク23の内部の水素ガスを第2壁部32から回路20の外部へ抜き去ることができる。このため、熱輸送媒体14から生じた水素ガスがリザーバタンク23に溜まることによって、リザーバタンク23の内圧が上昇することを抑制することができる。よって、リザーバタンク23の劣化が早まることを抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、熱輸送媒体14には、オルト珪酸エステルが含まれ、イオン系防錆剤を含まない。このため、熱輸送媒体14にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して、熱輸送媒体14の導電率を低くすることができる。よって、導電率が低い熱輸送媒体14を用いることで、漏れた熱輸送媒体14が発熱体12に触れた場合の液洛の発生を回避することができる。
Moreover, the
(第2実施形態)
本実施形態では、リザーバタンク23の一部の構成が第1実施形態と異なる。システム10の他の構成は、第1実施形態と同じである。
(Second embodiment)
In this embodiment, the configuration of a part of the
図4に示すように、タンク本体部231は、第1壁部33と、第2壁部34とを有する。第1壁部33、第2壁部34は、それぞれ、第1実施形態の第1壁部31、第2壁部32に対応する。
As shown in FIG. 4 , the
第1壁部33および第2壁部34は、同じ合成樹脂材料、例えば、結晶性が高いポリプロピレンで構成されている。第2壁部34の厚さは、第1壁部33の厚さよりも薄い。換言すると、第2壁部34の厚さ方向で第2壁部34の内部を水素ガスが拡散するときの水素ガスの拡散距離は、第1壁部33の厚さ方向で第1壁部33の内部を水素ガスが拡散するときの水素ガスの拡散距離よりも小さい。これにより、第2壁部34は、第1壁部33よりも水素ガスの透過性が高くなっている。
The
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、リザーバタンク23に、水素ガスを抜去する抜去部としての第2壁部34が形成されている。このため、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。なお、第2壁部34の方が第1壁部33よりも拡散距離が小さく、水素ガスの透過性が高くなっていれば、第2壁部34を構成する材料は、第1壁部33を構成する材料と異なっていてもよい。
Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the
(第3実施形態)
本実施形態では、リザーバタンク23の一部の構成が第1実施形態と異なる。システム10の他の構成は、第1実施形態と同じである。
(Third embodiment)
In this embodiment, the configuration of a part of the
図5に示すように、タンク本体部231の側壁部235に、凸形状部35が形成されている。凸形状部35は、リザーバタンク23の内部に向かって凸の形状である。タンク本体部231の全部は、同じ合成樹脂材料、例えば、結晶性が高いポリプロピレンで構成されている。
As shown in FIG. 5, a
本実施形態では、図5の一点鎖線で示す、側壁部235のタンク空間233に面する内側表面が平坦な場合と比較して、側壁部235の内側表面の表面積が増大している。単位面積当たりのガス透過性が同じ材料を比較した場合、水素ガスの接触面積が大きいほど、水素ガスの透過量が多くなる。このため、凸形状部35での水素ガスの透過量は、図5中の一点鎖線で示される平坦部36での水素ガスの透過量よりも多い。
In this embodiment, the surface area of the inner surface of the
これによれば、リザーバタンク23の内部の水素ガスを凸形状部35からリザーバタンク23の外部へ積極的に抜き去ることができる。このため、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、凸形状部35が水素ガスを抜去する抜去部に相当する。
According to this, the hydrogen gas inside the
なお、凸形状部35は、リザーバタンク23の外側に向かって凸の形状であってもよい。また、凸形状部35は、側壁部235のうち図5に示す部位とは異なる部位に形成されてもよい。また、凸形状部35は、上壁部237に形成されてもよい。なお、一般的なタンクでは、タンクの強度向上を目的として、タンクの底壁部に凸形状部が形成されるが、タンクの側壁部または上壁部に凸形状部は形成されない。
In addition, the
(第4実施形態)
本実施形態では、リザーバタンク23の一部の構成が第1実施形態と異なる。システム10の他の構成は、第1実施形態と同じである。
(Fourth embodiment)
In this embodiment, the configuration of a part of the
図6に示すように、タンク本体部231の上壁部237に貫通した穴41が形成されている。穴41は、タンク本体部231のうち熱輸送媒体14の液面よりも上の位置にある。穴41は、タンク空間233からリザーバタンク23の外部に向けて水素ガスを流すガス通路を構成している。
As shown in FIG. 6, a through
本実施形態によれば、リザーバタンク23の内部の水素ガスを穴41からリザーバタンク23の外部へ抜き去ることができる。このため、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、穴41が水素ガスを抜去する抜去部に相当する。なお、穴41は、側壁部235のうち熱輸送媒体14の液面よりも上の位置に形成されていてもよい。穴41は、蓋部232に形成されていてもよい。
According to this embodiment, the hydrogen gas inside the
(第5実施形態)
本実施形態では、リザーバタンク23の一部の構成が第1実施形態と異なる。システム10の他の構成は、第1実施形態と同じである。
(Fifth embodiment)
In this embodiment, the configuration of a part of the
図7に示すように、タンク本体部231は、開口部234を形成する開口形成部238を有する。開口形成部238は、筒状であり、上壁部237から上方に延伸している。
As shown in FIG. 7 , the tank
蓋部232は、開口部234に挿入される被挿入部261を有する。被挿入部261は、一方向に延伸している。被挿入部261には、2つのOリング262、263が取り付けられている。これらのOリング262、263は、開口形成部238と蓋部232との間からの熱輸送媒体14の漏れを防ぐパッキンである。
The
開口部234に被挿入部261が挿入された状態において、2つのOリング262、263と、開口形成部238の内壁との間に、水素ガスが通過できる隙間42が形成されている。この隙間42の大きさは、下記のように、熱輸送媒体14が通過しないように設定される。発熱体12の冷却時では、ポンプ24の作動によって熱輸送媒体に圧力がかかる。この圧力状態のときのリザーバタンク23の内部と外部との圧力差によって、熱輸送媒体14が隙間42を通過するかしないかが決まる。そこで、この圧力状態のときに、水素ガスが隙間42を通過し、熱輸送媒体14が隙間42を通過しない大きさの圧力損失が隙間42に生じるように、隙間42の大きさが設定される。
A
また、蓋部232のうち2つのOリング262を除く部分と開口形成部238との間にも、水素ガスが通過できる隙間43が形成されている。これらの隙間42、43は、タンク空間233からリザーバタンク23の外部に向けて水素ガスを流すガス通路を構成している。
A
本実施形態によれば、これらの隙間42、43から、リザーバタンク23の内部の水素ガスをリザーバタンク23の外部へ抜き去ることができる。このため、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、これらの隙間42、43が水素ガスを抜去する抜去部に相当する。
According to this embodiment, the hydrogen gas inside the
(第6実施形態)
本実施形態では、ホース25に抜去部が形成されている点が第1実施形態と異なる。回路20の他の構成は、第1実施形態と同じである。
(Sixth embodiment)
This embodiment differs from the first embodiment in that the
図8に示すように、ホース25は、第1流路部251と第2流路部252とを有する。第1流路部251は、ホース25の一部である。第2流路部252は、ホース25の他の一部である。第1流路部251と第2流路部252とは、継手253を介して、接続されている。第1流路部251と第2流路部252とのそれぞれは、ゴム層のみで構成されている。第2流路部252のゴム層を構成する材料は、第1流路部251のゴム層を構成する材料と比較して、水素ガスのガス透過係数が高い。これにより、第2流路部252は、第1流路部251よりも水素ガスの透過性が高い。
As shown in FIG. 8 , the
第1流路部251のゴム層を構成する材料としては、合成ゴムであるEPDMが用いられる。第2流路部252のゴム層を構成する材料としては、合成ゴムであるシリコーンゴムが用いられる。
EPDM, which is a synthetic rubber, is used as a material for forming the rubber layer of the
本実施形態によれば、第2流路部252から水素ガスを回路20の外部へ抜き去ることができる。このため、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、第2流路部252が、ガスを抜去する抜去部に相当する。
According to this embodiment, the hydrogen gas can be drawn out of the
なお、第1流路部251と第2流路部252とのそれぞれは、ゴム層とゴム層以外の層との積層体で構成されていてもよい。この場合においても、第2流路部252のゴム層を構成する材料が第1流路部251のゴム層を構成する材料と比較して、水素ガスのガス透過係数が高い。これにより、第2流路部252を構成する積層体全体の水素ガスの透過性が、第1流路部251を構成する積層体全体の水素ガスの透過性よりも高くなっていればよい。
Note that each of the first
また、本実施形態では、第1流路部251と第2流路部252とは、継手253を介して接続されていた。しかしながら、第1流路部251と第2流路部252とは、直に連なっていてもよい。
Further, in the present embodiment, the
(第7実施形態)
本実施形態では、ホース25に抜去部が形成されている点が第1実施形態と異なる。回路20の他の構成は、第1実施形態と同じである。
(Seventh embodiment)
This embodiment differs from the first embodiment in that the
図9に示すように、ホース25は、第1流路部254と第2流路部255とを有する。第1流路部254は、ホース25の一部である。第2流路部255は、ホース25の他の一部である。第1流路部254と第2流路部255とのそれぞれは、ゴム層のみで構成されている。第1流路部254のゴム層と第2流路部255のゴム層とは、同じ材料で構成されており、かつ、連続している。第2流路部255のゴム層は、第1流路部254のゴム層よりも薄い。これにより、第2流路部255は、第1流路部254よりも水素ガスの透過性が高い。これらのゴム層を構成する材料としては、合成ゴムであるEPDMが用いられる。
As shown in FIG. 9 , the
本実施形態によれば、第2流路部255から水素ガスを回路20の外部へ抜き去ることができる。このため、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。本実施形態では、第2流路部255が、ガスを抜去する抜去部に相当する。
According to this embodiment, the hydrogen gas can be drawn out of the
なお、第2流路部255のゴム層が第1流路部254のゴム層よりも薄いことにより、第2流路部255の水素ガスの透過性が第1流路部254よりも高ければ、第1流路部254のゴム層と第2流路部255のゴム層とは、異なる材料で構成されていてもよい。
In addition, if the rubber layer of the second
第1流路部254と第2流路部255とのそれぞれは、ゴム層とゴム層以外の層との積層体で構成されていてもよい。この場合においても、第2流路部255のゴム層が第1流路部254のゴム層よりも薄い。これにより、第2流路部255を構成する積層体全体の水素ガスの透過性が、第1流路部254を構成する積層体全体の水素ガスの透過性よりも高くなっていればよい。
Each of the
(他の実施形態)
(1)上記した各実施形態では、熱輸送媒体14の基材として、凝固点降下剤が添加された水が用いられていた。しかしながら、熱輸送媒体14の基材として、有機溶剤が用いられてもよい。熱輸送媒体14に有機溶剤が含まれる場合、有機溶剤が気化することで、熱輸送媒体14からガスが発生する。この場合、上記した各実施形態に記載の水素ガスを有機溶剤が気化したガスに読み替えればよい。また、この場合、熱交換器22のうち熱輸送媒体14と接触する部分は、アルミニウムを含む材料で構成されていなくてよい。
(Other embodiments)
(1) In each of the above-described embodiments, water to which a freezing point depressant has been added is used as the base material of the
(2)上記した各実施形態では、ガスを抜去する抜去部は、リザーバタンク23またはホース25に形成されている。しかしながら、抜去部は、熱交換器22、ポンプ24等に形成されてもよい。抜去部は、回路20の一部に形成されていればよい。
(2) In each of the above-described embodiments, the removal portion for removing gas is formed in the
(3)上記した各実施形態では、発熱体12および回路20は、車両に搭載されていたが、車両に搭載されていなくてもよい。すなわち、発熱体12は、放充電または電力変換に伴って発熱するものであれば、車両に搭載されるものでなくてもよい。このような発熱体12としては、例えば、電動車両の電池を充電する定置用の充電ステーションが備えるインバータ等の電気機器が挙げられる。
(3) In each of the above-described embodiments, the
(4)本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 (4) The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified as appropriate within the scope of the claims, including various modifications and modifications within the equivalent range. Moreover, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above-described embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential, unless it is explicitly stated that they are essential, or they are clearly considered essential in principle. stomach. In addition, in each of the above-described embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is explicitly stated that they are particularly essential, and when they are clearly limited to a specific number in principle It is not limited to that specific number, except when In addition, in each of the above-described embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, unless otherwise specified or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. , its material, shape, positional relationship, and the like.
(まとめ)
上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、放充電または電力変換に伴って発熱する発熱体の熱を管理する熱マネジメントシステムは、発熱体から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体と、熱輸送媒体が流れる回路とを備える。回路は、熱輸送媒体と熱交換媒体との熱交換により、回路の外部へ熱輸送媒体の熱を放出する熱交換器と、熱輸送媒体を貯留するリザーバタンクと有する。回路の一部に、熱輸送媒体から生じたガスを回路の外部へ抜去する抜去部が形成されている。
(summary)
According to the first aspect shown in part or all of the above embodiments, a heat management system that manages the heat of a heating element that generates heat with discharge/charging or power conversion, A liquid heat transport medium to be transported and a circuit through which the heat transport medium flows are provided. The circuit has a heat exchanger that releases the heat of the heat transport medium to the outside of the circuit by heat exchange between the heat transport medium and the heat exchange medium, and a reservoir tank that stores the heat transport medium. A part of the circuit is formed with an extraction part for extracting gas generated from the heat transport medium to the outside of the circuit.
また、第2の観点によれば、抜去部は、リザーバタンクに形成されている。このように、抜去部がリザーバタンクに形成されていることが好ましい。 Moreover, according to the second aspect, the withdrawal portion is formed in the reservoir tank. Thus, it is preferable that the withdrawal portion is formed in the reservoir tank.
また、第3の観点によれば、リザーバタンクは、熱輸送媒体を貯留するタンク空間を形成する第1壁部と、第1壁部とともにタンク空間を形成し、第1壁部よりもタンク空間に面する表面の面積が小さい第2壁部とを有する。第2壁部は、第1壁部よりもガスの透過性が高くなっている。抜去部は、第2壁部である。このように、抜去部が形成されていることが好ましい。 Further, according to the third aspect, the reservoir tank includes a first wall portion forming a tank space for storing the heat transport medium; a second wall having a smaller area of the surface facing the The second wall has a higher gas permeability than the first wall. The withdrawal part is the second wall part. It is preferable that the withdrawal portion is formed in this way.
また、第4の観点によれば、リザーバタンクには、熱輸送媒体を貯留するタンク空間からリザーバタンクの外部に向けてガスを流すガス通路が形成されている。抜去部は、ガス通路である。このように、抜去部が形成されていることが好ましい。 According to the fourth aspect, the reservoir tank is formed with a gas passage through which gas flows from the tank space storing the heat transport medium toward the outside of the reservoir tank. The withdrawal part is a gas passage. It is preferable that the withdrawal portion is formed in this way.
また、第5の観点によれば、回路は、回路を構成する構成部品を互いにつなぐとともに、熱輸送媒体が流れる流路を形成する流路形成部を有する。抜去部は、流路形成部に形成されている。このように、抜去部が流路形成部に形成されていることが好ましい。 Further, according to the fifth aspect, the circuit has a flow path forming portion that connects the components forming the circuit to each other and forms a flow path through which the heat transport medium flows. The removal part is formed in the flow path forming part. In this way, it is preferable that the withdrawal portion is formed in the flow path forming portion.
また、第6の観点によれば、流路形成部は、第1流路部と、第1流路部よりもガス透過性が高い第2流路部とを有する。抜去部は、第2流路部である。このように、抜去部が形成されていることが好ましい。 Moreover, according to the sixth aspect, the flow path forming portion has a first flow path section and a second flow path section having higher gas permeability than the first flow path section. The withdrawal section is the second flow path section. It is preferable that the withdrawal portion is formed in this manner.
また、第7の観点によれば、熱輸送媒体は、水を含む。熱交換器のうち熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されている。ガスは、水素ガスである。第1~第6の観点の熱マネジメントシステムは、第7の観点の構成の場合に、特に有効である。 Moreover, according to the seventh aspect, the heat transport medium contains water. A portion of the heat exchanger that contacts the heat transport medium is made of a member containing aluminum. The gas is hydrogen gas. The heat management systems of the first to sixth aspects are particularly effective in the configuration of the seventh aspect.
また、第8の観点によれば、熱輸送媒体は、液状の基材と、オルト珪酸エステルとを含み、イオン性防錆剤を含まない。これによれば、熱輸送媒体は、オルト珪酸エステルを含む。このため、熱輸送媒体に防錆機能を持たせることができる。このため、熱輸送媒体に、イオン性防錆剤が含まれなくてもよい。さらに、熱輸送媒体には、オルト珪酸エステルが含まれ、イオン系防錆剤を含まない。このため、熱輸送媒体にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して、熱輸送媒体の導電率を低くすることができる。よって、導電率が低い熱輸送媒体を用いることで、漏れた熱輸送媒体が発熱体に触れた場合の液洛の発生を回避することができる。 Moreover, according to the eighth aspect, the heat transport medium contains a liquid base material and an orthosilicate, and does not contain an ionic rust inhibitor. According to this, the heat transport medium contains an orthosilicate. Therefore, the heat transport medium can have an antirust function. Therefore, the heat transport medium does not have to contain an ionic rust inhibitor. Furthermore, the heat transport medium contains an orthosilicate and does not contain an ionic rust inhibitor. Therefore, the electrical conductivity of the heat-transporting medium can be lowered compared to the case where the heat-transporting medium contains an ionic antirust agent. Therefore, by using a heat transport medium with a low electrical conductivity, it is possible to avoid the occurrence of liquid leakage when the leaked heat transport medium contacts the heating element.
また、第9の観点によれば、熱交換媒体は、空気、オイルまたは冷凍サイクルの冷媒である。このように、熱交換媒体として、空気、オイルまたは冷凍サイクルの冷媒を用いることができる。 Also, according to the ninth aspect, the heat exchange medium is air, oil, or a refrigerant of a refrigeration cycle. Thus, air, oil, or a refrigeration cycle refrigerant can be used as the heat exchange medium.
また、第10の観点によれば、熱マネジメントシステムは、車両に搭載される。発熱体は、車両走行用の電池、車両に搭載された燃料電池、車両に搭載されたインバータまたは車両に搭載されたモータジェネレータである。このように、第1~第9の観点の熱マネジメントシステムは、第10の観点の構成の場合に、特に有効である。 Further, according to the tenth aspect, the heat management system is mounted on the vehicle. The heating element is a battery for running the vehicle, a fuel cell mounted on the vehicle, an inverter mounted on the vehicle, or a motor generator mounted on the vehicle. Thus, the heat management systems of the first to ninth aspects are particularly effective in the configuration of the tenth aspect.
12 発熱体
14 熱輸送媒体
20 回路
22 熱交換器
23 リザーバタンク
32 第2壁部
34 第2壁部
35 凸形状部
41 穴
42 隙間
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記発熱体から受けた熱を輸送する液状の熱輸送媒体(14)と、
前記熱輸送媒体が流れる回路(20)とを備え、
前記回路は、
前記熱輸送媒体と熱交換媒体との熱交換により、前記回路の外部へ前記熱輸送媒体の熱を放出する熱交換器(22)と、
前記熱輸送媒体を貯留するリザーバタンク(23)と有し、
前記回路の一部に、前記熱輸送媒体から生じたガスを前記回路の外部へ抜去する抜去部(252、255)が形成されており、
前記回路は、前記回路を構成する構成部品を互いにつなぐとともに、前記熱輸送媒体が流れる流路を形成する流路形成部(25)を有し、
前記流路形成部は、第1流路部(251、254)と、前記第1流路部よりもガス透過性が高い第2流路部(252、255)とを有し、
前記抜去部は、前記第2流路部である、熱マネジメントシステム。 A heat management system that manages the heat of a heating element (12) that generates heat with discharge/charging or power conversion,
a liquid heat transport medium (14) for transporting heat received from the heating element;
a circuit (20) through which the heat transport medium flows,
The circuit is
a heat exchanger (22) that releases heat of the heat transport medium to the outside of the circuit by heat exchange between the heat transport medium and the heat exchange medium;
a reservoir tank (23) for storing the heat transport medium;
An extraction part ( 252, 255) for extracting gas generated from the heat transport medium to the outside of the circuit is formed in a part of the circuit ,
The circuit has a flow path forming portion (25) that connects components constituting the circuit and forms a flow path through which the heat transport medium flows,
The flow path forming part has first flow path parts (251, 254) and second flow path parts (252, 255) having gas permeability higher than that of the first flow path part,
The heat management system , wherein the withdrawal section is the second flow path section .
前記熱交換器のうち前記熱輸送媒体と接触する部分は、アルミニウムを含む部材で構成されており、
前記ガスは、水素ガスである、請求項1に記載の熱マネジメントシステム。 The heat transport medium contains water,
A portion of the heat exchanger that contacts the heat transport medium is made of a member containing aluminum,
2. The thermal management system of Claim 1 , wherein the gas is hydrogen gas.
前記発熱体は、車両走行用の電池、車両に搭載された燃料電池、車両に搭載されたインバータまたは車両に搭載されたモータジェネレータである、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱マネジメントシステム。 The thermal management system is mounted on a vehicle,
5. The heat generator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the heating element is a battery for running a vehicle, a fuel cell mounted on the vehicle, an inverter mounted on the vehicle, or a motor generator mounted on the vehicle. management system.
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