特開 2023-152428 電池ユニット温度管理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023152428

(43)【公開日】2023-10-17

(54)【発明の名称】電池ユニット温度管理装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/633 20140101AFI20231010BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20231010BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20231010BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20231010BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20231010BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20231010BHJP

   H01M 10/617 20140101ALI20231010BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

H01M10/633

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M10/613

H01M10/615

H01M10/625

H01M10/617

H01M10/651

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062446

(22)【出願日】2022-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 嵩

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 敏貴

【テーマコード（参考）】

5H031

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031HH06

5H031HH08

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】複数の電池ユニット間における温度のばらつきを抑制する。
【解決手段】電池ユニット温度管理装置１は、複数の電池ユニット１０と、各電池ユニット１０を通るように熱交換媒体Ｗが循環する流路３０と、各電池ユニット１０に対応するように設けられ且つ各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる複数の可変機構５０と、各電池ユニット１０間での温度差を小さくするように、各可変機構５０による伝熱能力の変化を電池ユニット１０毎に制御する制御装置６０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池ユニットと、
各前記電池ユニットを通るように熱交換媒体が循環する流路と、
各前記電池ユニットに対応するように設けられ且つ各前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の伝熱能力を変化させる複数の可変機構と、
各前記電池ユニット間での温度差を小さくするように、各前記可変機構による前記伝熱能力の変化を前記電池ユニット毎に制御する制御装置と、を備える、電池ユニットの温度管理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電池ユニット温度管理装置であって、
各前記電池ユニットは、前記流路の流れ方向に沿って配置されており、
前記制御装置は、前記流れ方向の上流側に配置された前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力を、前記流れ方向の下流側に配置された前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力よりも、小さくする、電池ユニット温度管理装置。

【請求項3】

請求項２に記載の電池ユニット温度管理装置であって、
前記制御装置は、前記流れ方向の最下流側に配置された前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力を、最大にする、電池ユニット温度管理装置。

【請求項4】

請求項２に記載の電池ユニット温度管理装置であって、
各前記電池ユニットに対応するように設けられ且つ各前記電池ユニットの温度を検出する複数の温度センサを備え、
前記制御装置は、各前記温度センサにより検出された各前記電池ユニットの温度に基づいて、前記伝熱能力を調整する、電池ユニット温度管理装置。

【請求項5】

請求項１に記載の電池ユニットの温度管理装置であって、
前記電池ユニットは、並べて配置された複数の電池セルで構成されており、
前記可変機構は、
前記熱交換媒体と熱交換を行い且つ互いに隣り合う前記電池セル間に配置された伝熱材と、
前記伝熱材と前記電池セルとの接触面積を変化させることによって、前記電池セルと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力を変化させる面積変化機構と、を含む、電池ユニット温度管理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池ユニット温度管理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド自動車には、モータ駆動用の電池ユニット（例えば二次電池）が搭載される。

【0003】

例えば特許文献１に係るハイブリッド車の二次電池加温装置は、内燃機関と、リチウムイオン電池（電池ユニット）と、昇温デバイスと、を備える。昇温デバイスは、潜熱蓄熱材と、内燃機関の冷却水（熱交換媒体）が供給され且つ潜熱蓄熱材に対して熱伝達する冷却水貯留槽と、冷却水貯留槽及び内燃機関の間で冷却水が循環する冷却水通路と、冷却水貯留槽内に配設され且つ冷却水貯留槽内の冷却水を加温する電気ヒータと、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－２２２２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の電池ユニットが車両に搭載される場合、通常、各電池ユニットは、熱交換媒体が循環する１つの流路に、流れ方向に沿って並んで配置される。

【0006】

この場合、例えば、低温の熱交換媒体（冷却媒体）により高温の各電池ユニットを冷却する場合、熱交換媒体が上流側から下流側に亘って各電池ユニットと順次熱交換される度に、熱交換媒体の温度が徐々に上昇する。反対に、高温の熱交換媒体（加温媒体）により低温の各電池ユニットを加温する場合、熱交換媒体が上流側から下流側に亘って各電池ユニットと順次熱交換される度に、熱交換媒体の温度が徐々に低下する。

【0007】

すなわち、熱交換媒体が上流側から下流側に亘って各電池ユニットと順次熱交換される度に、熱交換媒体の温度は、電池ユニットの温度に徐々に近づいてしまう。このため、下流側の電池ユニットは、上流側の電池ユニットに比較して、熱交換媒体と間で熱交換されにくくなる。そして、最終的には、各電池ユニットの温度は、互いにばらついてしまう。

【0008】

また、複数の電池ユニットのうちの特定の電池ユニットの近傍にのみ、ヒータやクーラ等が配置される場合、当該特定の電池ユニットは、他の電池ユニットに比較して、熱交換媒体との間での熱交換態様が異なってしまう。このため、この場合もやはり、各電池ユニットの温度は、互いにばらついてしまう。

【0009】

本開示は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の電池ユニット間における温度のばらつきを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示に係る電池ユニット温度管理装置は、複数の電池ユニットと、各前記電池ユニットを通るように熱交換媒体が循環する流路と、各前記電池ユニットに対応するように設けられ且つ各前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の伝熱能力を変化させる複数の可変機構と、各前記電池ユニット間での温度差を小さくするように、各前記可変機構による前記伝熱能力の変化を前記電池ユニット毎に制御する制御装置と、を備える。

【0011】

かかる構成によれば、各電池ユニットに対応するように設けられた各可変機構は、各電池ユニットと熱交換媒体との間の伝熱能力を、変化させる。そして、制御装置は、各可変機構による伝熱能力の変化を電池ユニット毎に制御することによって、各電池ユニット間での温度差を小さくしている。これにより、複数の電池ユニット間における温度のばらつきを抑制することができる。

【0012】

一実施形態では、各前記電池ユニットは、前記流路の流れ方向に沿って配置されており、
前記制御装置は、前記流れ方向の上流側に配置された前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力を、前記流れ方向の下流側に配置された前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力よりも、小さくする。

【0013】

流路の流れ方向の上流側に配置された電池ユニットに接する熱交換媒体は、流路の流れ方向の下流側に配置された電池ユニットに接する熱交換媒体に比較して、電池ユニットとの温度差が大きい傾向にある。すなわち、上流側に配置された電池ユニットは、下流側に配置された電池ユニットに比較して、熱交換媒体との間で熱交換されやすい。

【0014】

かかる構成によれば、上流側に配置された電池ユニットを、下流側に配置された電池ユニットに比較して、熱交換媒体との間で熱交換されにくくしている。これにより、流路の流れ方向に沿って配置された複数の電池ユニット間において、温度のばらつきを抑制することができる。

【0015】

一実施形態では、前記制御装置は、前記流れ方向の最下流側に配置された前記電池ユニットと前記熱交換媒体との間の前記伝熱能力を、最大にする。

【0016】

流路の流れ方向の下流側に配置された電池ユニットに接する熱交換媒体は、流路の流れ方向の上流側に配置された電池ユニットに接する熱交換媒体に比較して、電池ユニットとの温度差が小さい傾向にある。すなわち、最下流側に配置された電池ユニットは、他の全ての上流側に配置された電池ユニットに比較して、熱交換媒体との間で熱交換されにくい。

【0017】

かかる構成によれば、最下流側に配置された電池ユニットと熱交換媒体との間の伝熱能力を最大にすることによって、最下流側に配置された電池ユニットを、熱交換媒体との間で可能な限り熱交換されやすくしている。これにより、流路を流れる熱交換媒体の流量を極力増やすことなく、最下流側に配置された電池ユニットを温度変化させることができる。

【0018】

一実施形態では、各前記電池ユニットに対応するように設けられ且つ各前記電池ユニットの温度を検出する複数の温度センサを備え、前記制御装置は、各前記温度センサにより検出された各前記電池ユニットの温度に基づいて、前記伝熱能力を調整する。

【0019】

かかる構成によれば、より綿密に、各電池ユニットの温度を調整することができる。

【0020】

一実施形態では、上記電池ユニットは、並べて配置された複数の電池セルで構成されており、上記可変機構は、上記熱交換媒体と熱交換を行い且つ互いに隣り合う上記電池セル間に配置された伝熱材と、上記伝熱材と上記電池セルとの接触面積を変化させることによって、上記電池セルと上記熱交換媒体との間の上記伝熱能力を変化させる面積変化機構と、を含む。

【0021】

かかる構成によれば、電池ユニットと熱交換媒体との間の伝熱能力を、簡単に変化させることができる。

【発明の効果】

【0022】

本開示によれば、複数の電池ユニット間における温度のばらつきを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、本開示の第１の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置の概略構成図である。

【図2】図２は、電池ユニットの分解斜視図である。

【図3】図３は、断熱モードにおける電池ユニットの断面図である。

【図4】図４は、伝熱モードにおける電池ユニットの断面図である。

【図5】図５は、電池ユニットにおける温度と内部抵抗との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、電池ユニットにおける温度と劣化特性との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、電池ユニット及び熱交換媒体の第１の昇温パターンを示すグラフである。

【図8】図８は、電池ユニット及び熱交換媒体の第２の昇温パターンを示すグラフである。

【図9】図９は、電池ユニット及び熱交換媒体の第３の昇温パターンを示すグラフである。

【図10】図１０は、電池ユニット及び熱交換媒体の昇温態様の一例を示すグラフである。

【図11】図１１は、第１の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置の制御態様の一例を示すフローチャートである（熱交換媒体による電池ユニットの昇温開始）。

【図12】図１２は、第１の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置の制御態様の一例を示すフローチャートである（各電池ユニット間での昇温均一化）。

【図13】図１３は、第１の実施形態の変形例に係る図１相当図である。

【図14】図１４は、第２の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置の概略構成図である。

【図15】図１５は、第２の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置の制御態様の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

【0025】

＜第１の実施形態＞
（電池ユニット温度管理装置の基本構成）
図１は、本開示の第１の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置１の概略構成図である。電池ユニット温度管理装置１は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に、搭載されている。本実施形態では、車両は、電気自動車であり、モータ（図示せず）が搭載されている。電池ユニット温度管理装置１は、後述する電池ユニット（電池モジュール）１０の温度を管理する。

【0026】

電池ユニット温度管理装置１は、複数の電池ユニット１０と、複数の電池温度センサ２０と、流路３０と、ポンプ３１と、バルブ３２，３３と、熱交換器３４と、媒体温度センサ３５と、ヒータ４０と、複数の可変機構５０と、制御装置６０と、を備える。

【0027】

各電池ユニット１０は、充放電可能であり、主にモータを駆動するために用いられる。電池ユニット１０は、例えばリチウムイオン電池である。電池ユニット１０は、第１電池ユニット１０Ａ、第２電池ユニット１０Ｂ、第３電池ユニット１０Ｃ及び第４電池ユニット１０Ｄの計４個ある。

【0028】

各電池温度センサ２０は、各電池ユニット１０に対応するように設けられており、各電池ユニット１０の温度Ｔｍを検出する。電池温度センサ２０は、第１電池温度センサ２０Ａ、第２電池温度センサ２０Ｂ、第３電池温度センサ２０Ｃ及び第４電池温度センサ２０Ｄの計４個ある。第１電池温度センサ２０Ａは、第１電池ユニット１０Ａの近傍に配置されており、第１電池ユニット１０Ａの温度ＴｍＡを検出する。第２電池温度センサ２０Ｂは、第２電池ユニット１０Ｂの近傍に配置されており、第２電池ユニット１０Ｂの温度ＴｍＢを検出する。第３電池温度センサ２０Ｃは、第３電池ユニット１０Ｃの近傍に配置されており、第３電池ユニット１０Ｃの温度ＴｍＣを検出する。第４電池温度センサ２０Ｄは、第４電池ユニット１０Ｄの近傍に配置されており、第４電池ユニット１０Ｄの温度ＴｍＤを検出する。

【0029】

流路３０には、熱交換媒体Ｗが循環する。流路３０を流れる熱交換媒体Ｗは、途中、各電池ユニット１０の傍らを通る。熱交換媒体Ｗが各電池ユニット１０の傍らを通ることによって、熱交換媒体Ｗは、各電池ユニット１０との間で熱交換される。熱交換媒体Ｗは、例えばモータ冷却水である。

【0030】

ここで、各電池ユニット１０は、流路３０の流れ方向（図１の矢印参照）に沿って配置されている。各電池ユニット１０は、流路３０の流れ方向の上流側から下流側に亘って、第１電池ユニット１０Ａ、第２電池ユニット１０Ｂ、第３電池ユニット１０Ｃ、第４電池ユニット１０Ｄの順で、配置されている。

【0031】

流路３０の途中には、ポンプ３１と、バルブ３２，３３と、熱交換器３４と、媒体温度センサ３５と、ヒータ４０と、が配置されている。ポンプ３１は、流路３０における電池ユニット１０よりも上流側に配置されており、熱交換媒体Ｗを電池ユニット１０に供給する。

【0032】

バルブ３２，３３は、流路３０における熱交換媒体Ｗの流れを、切り換える。具体的には、バルブ３２，３３は、流路３０における熱交換媒体Ｗの流れを、熱交換器３４をバイパスするバイパス流路３０Ａと、熱交換器３４を通過する熱交換流路３０Ｂと、の間で切り換える。

【0033】

熱交換器３４は、例えばラジエータであり、車両走行風を利用して、熱交換媒体Ｗを冷却する。熱交換器３４の隣には、ファンが配置されてもよい。本実施形態では、熱交換媒体Ｗは、熱交換器３４をバイパスして、バイパス流路３０Ａを通過する。すなわち、熱交換媒体Ｗは、熱交換器３４によって冷却されない。

【0034】

媒体温度センサ３５は、流路３０における熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗを検出する。

【0035】

ヒータ４０は、電気ヒータであり、流路３０における電池ユニット１０よりも上流側に配置されている。ヒータ４０は、電池ユニット１０からの電力供給（放電）Ｅ１によって作動する。ヒータ４０は、熱交換媒体Ｗを加温する。ヒータ４０は、複数の電池ユニット１０間において、共通である。熱交換媒体Ｗは、加温媒体として、各電池ユニット１０の昇温のために用いられる。

【0036】

各可変機構５０は、各電池ユニット１０に対応するように設けられており、各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる。可変機構５０は、第１可変機構５０Ａ、第２可変機構５０Ｂ、第３可変機構５０Ｃ及び第４可変機構５０Ｄの計４個ある。第１可変機構５０Ａは、第１電池ユニット１０Ａと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる。第２可変機構５０Ｂは、第２電池ユニット１０Ｂと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる。第３可変機構５０Ｃは、第３電池ユニット１０Ｃと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる。第４可変機構５０Ｄは、第４電池ユニット１０Ｄと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる。

【0037】

ここで、「伝熱能力」は、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間における熱交換のしやすさを、意味する。伝熱能力が大きいほど熱交換しやすく、伝熱能力が小さいほど熱交換しにくい。伝熱能力は、例えば、熱伝達率や熱伝導率である。可変機構５０の詳細については、後述する。

【0038】

制御装置６０は、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温を、制御する。また、制御装置６０は、各可変機構５０による各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力の変化を、電池ユニット１０毎に制御する。

【0039】

また、各可変機構５０は、各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の熱交換モードを、熱交換を抑制する断熱モードと、熱交換を促進する伝熱モードとに、切り換え可能である。断熱モードは、伝熱モードに比較して、各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力が、相対的に小さい。一方、伝熱モードは、断熱モードに比較して、各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力が、相対的に大きい。制御装置６０による具体的な制御態様については、後述する。制御装置６０は、例えば、マイクロコンピュータ及びプログラムによって構成されている。

【0040】

制御装置６０は、流路３０における熱交換媒体Ｗの循環を制御する。具体的には、制御装置６０は、ポンプ３１の吐出圧／吐出量及びバルブ３２，３３の開閉を制御することによって、流路３０を流れる熱交換媒体Ｗの流量／圧力を制御する。

【0041】

ヒータ４０は、外部電源７０（例えば電気スタンド等）からの電力供給Ｅ２によっても、作動する。なお、外部電源７０は、主に、電池ユニット１０を外部充電（Ｃ）するために、用いられる。外部電源７０により電池ユニット１０を外部充電（Ｃ）するためには、電池ユニット１０の温度Ｔｍを、ある程度上昇させておく必要がある。

【0042】

（電池ユニット）
図２は、電池ユニット１０の分解斜視図である。図３，４は、電池ユニット１０の断面図である。図２～４に示すように、電池ユニット１０は、並べて配置された複数の電池セル１１で構成されている。各電池セル１１は、筐体１２に収容されている。各電池セル１１は、扁平な略直方体形状であり、面積が大きい面が互いに重なるように配置されている。電池セル１１の一側面には、正極端子１３及び負極端子１４が設けられている。図３，４に示すように、電池セル１１は、バスバーばね１５によって、互いに電気的に接続されている。

【0043】

図２～４に示すように、可変機構５０は、伝熱材５１と、面積変化機構としての電磁ソレノイド５２と、を含む。伝熱材５１は、互いに隣り合う電池セル１１間に配置されている。伝熱材５１は、波板形状に形成されている。伝熱材５１は、例えば、銅やアルミ等で形成されている。

【0044】

伝熱材５１は、その表面の法線方向における外力、すなわち電池セル１１が並ぶ方向における外力を受けると、波板形状から平板形状に形状変化する。また、伝熱材５１は、電池ユニット１０の傍らを通る熱交換媒体Ｗと熱交換を行うための伝熱面５１ａを、有する。

【0045】

電磁ソレノイド５２は、押圧機構の１種であり、複数の電池セル１１に対して、電池セル１１が並ぶ方向に外力を作用させる。電磁ソレノイド５２は、制御装置６０によって、引き方向と、延ばし方向と、に切り換えられる。電磁ソレノイド５２が引き方向のとき、複数の電池セル１１は、拘束されない。電磁ソレノイド５２が延ばし方向のとき、複数の電池セル１１は、拘束される。

【0046】

以下、可変機構５０の電磁ソレノイド５２が複数の電池セル１１を拘束する力を、拘束力Ｆという。第１可変機構５０Ａによる拘束力をＦＡ、第２可変機構５０Ｂによる拘束力をＦＢ、第３可変機構５０Ｃによる拘束力をＦＣ、第４可変機構５０Ｄによる拘束力をＦＤとする。

【0047】

詳細は後述するが、電磁ソレノイド５２は、伝熱材５１と電池セル１１との接触面積を変化させることによって、電池セル１１と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させる。電磁ソレノイド５２が引き方向のとき、熱交換モードは、断熱モードとなる。電磁ソレノイド５２が延ばし方向のとき、熱交換モードは、伝熱モードとなる。

【0048】

図３は、可変機構５０が断熱モード（電磁ソレノイド５２が引き方向）の場合を、示す。図４は、可変機構５０が伝熱モード（電磁ソレノイド５２が延ばし方向）の場合を、示す。図３に示すように、伝熱材５１が波板形状であるため、電磁ソレノイド５２が引き方向のとき、電池セル１１同士の隙間に空気層が形成される。また、電磁ソレノイド５２が引き方向のとき、伝熱材５１と電池セル１１とは互いに密接しない。

【0049】

すなわち、電磁ソレノイド５２が引き方向のとき、伝熱材５１と電池セル１１との接触面積が小さくなって、伝熱材５１と電池セル１１とは断熱状態になる。これにより、電池ユニット１０（各電池セル１１）と熱交換媒体Ｗとの間の熱交換が、抑制される（断熱モード）。

【0050】

図４に示すように、電磁ソレノイド５２が延ばし方向のとき、複数の電池セル１１に外力が加えられて、伝熱材５１が平板形状になるので、電池セル１１同士の隙間に空気層が形成されない。また、電磁ソレノイド５２が延ばし方向のとき、伝熱材５１と電池セル１１とは互いに密接する。

【0051】

すなわち、電磁ソレノイド５２が延ばし方向のとき、伝熱材５１と電池セル１１との接触面積が大きくなって、伝熱材５１と電池セル１１とは伝熱状態になる。これにより、電池ユニット１０（各電池セル１１）と熱交換媒体Ｗとの間の熱交換が、促進される（伝熱モード）。

【0052】

なお、可変機構５０は、熱交換モードとして、断熱モード（電磁ソレノイド５２が引き方向、図３）と伝熱モード（電磁ソレノイド５２が延ばし方向、図４）との中間のモードを、採用してもよい。これにより、電池セル１１と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、微調整することができる。

【0053】

（熱交換媒体の温度）
電気自動車において、寒冷時に電池ユニット１０の温度が低下すると、電池ユニット１０の起電力が低下して、車両の走行性能が低下してしまうことがある。こうした事態を防止するために、ヒータ４０で加温された熱交換媒体Ｗによって、電池ユニット１０を素早く加温（暖機）したい。

【0054】

ところで、ヒータ４０によって加温中の熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが、電池ユニット１０の温度と同等の第１温度Ｔ１に未達の場合、電池ユニット１０から熱交換媒体Ｗへ熱移動してしまい、電池ユニット１０の昇温が遅れることがある。電池ユニット１０の昇温が遅れると、特に寒冷時において、電池ユニット１０の能力を十分に発揮できない。

【0055】

したがって、電池ユニット１０を素早く昇温させる必要がある。そのためには、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗを、第１温度Ｔ１に素早く到達させる必要がある。熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達すると、熱交換媒体Ｗによる電池ユニット１０の昇温が可能になる。

【0056】

なお、第１温度Ｔ１は、電池ユニット１０の温度Ｔｍと完全に同じ温度、乃至、電池ユニット１０の温度Ｔｍから±３℃程度ずれた温度を、含み得る（Ｔ１≒Ｔｍ）。

【0057】

（電池ユニットの温度）
図５は、電池ユニット１０における温度Ｔｍ（℃）と内部抵抗Ｒとの関係を示すグラフである。電池ユニット１０の内部抵抗Ｒが高い状態では、電池ユニット１０の能力が十分に発揮されず、例えば電池ユニット１０によるモータの駆動ができないことがある。

【0058】

ここで、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給（放電）Ｅ１に伴って、電池ユニット１０は、内部発熱して温度上昇する。図５に示すように、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒは、電池ユニット１０の温度Ｔｍの上昇に応じて低下するとともに、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に到達すると飽和する。すなわち、第２温度Ｔ２は、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒの低下が飽和する温度である。なお、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に未達でも、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１は、可能である。

【0059】

(電池ユニット及び熱交換媒体の温度管理)
電池ユニット１０の温度Ｔｍ及び熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗの管理について、説明する。制御装置６０は、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達しているか否か、及び電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に到達しているか否かに基づいて、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温及び可変機構５０による電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力の変化を、制御する。

【0060】

制御装置６０は、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に未達の場合、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達した場合に比較して、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を小さくする。

【0061】

詳細には、制御装置６０は、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に未達の場合、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の熱交換モードを断熱モード（図３参照）にする。一方、制御装置６０は、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達した場合、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の熱交換モードを伝熱モード（図４参照）にする。

【0062】

（通常劣化とハイレート劣化）
図６は、電池ユニット１０における温度Ｔｍ（℃）と劣化特性との関係を示すグラフである。車両の運転状態や電池ユニット１０の充放電状態に関係なく、電池ユニット１０の温度Ｔｍが高いほど、電池ユニット１０の通常劣化Ａ１が進行する。一方、電池ユニット１０をハイレート（急速）で充放電する場合、通常劣化Ａ１に加えて、ハイレート劣化Ａ２も発生する。ハイレート劣化Ａ２は、電池ユニット１０の温度Ｔｍが低いほど、進行する。すなわち、通常劣化Ａ１とハイレート劣化Ａ２とを合成した合成劣化Ａ３は、極小値を有する。

【0063】

したがって、電池ユニット１０を低(通常)レートで充放電する場合、電池ユニット１０の温度Ｔｍを低い温度に設定すればよい。しかしながら、電池ユニット１０をハイレートで充放電する場合、電池ユニット１０の温度Ｔｍを、中間の目標管理温度Ｂの範囲に微調整しなければならない。すなわち、電池ユニット１０をハイレートで充放電する場合、電池ユニット１０の温度管理が難しくなる。

【0064】

（電池ユニット及び熱交換媒体の昇温パターン）
図７は、電池ユニット１０及び熱交換媒体Ｗの第１の昇温パターンＰ１を示すグラフである。図８は、電池ユニット１０及び熱交換媒体Ｗの第２の昇温パターンＰ２を示すグラフである。図９は、電池ユニット１０及び熱交換媒体Ｗの第３の昇温パターンＰ３を示すグラフである。図７～９において、横軸は時刻を示し、縦軸は温度（℃）を示す。

【0065】

図７に示すように、第１の昇温パターンＰ１では、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達した時点ｔで、電池ユニット１０の温度Ｔｍは、第２温度Ｔ２に既に到達している。この場合、制御装置６０は、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を停止するとともに、熱交換モードを断熱モード（図３参照）から伝熱モード（図４参照）に切り換える。

【0066】

図８に示すように、第２の昇温パターンＰ２では、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達した時点ｔで、電池ユニット１０の温度Ｔｍは、第２温度Ｔ２に未達である。この場合、制御装置６０は、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を、停止させずに、且つ熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達する前（時点ｔ以前）よりも低下させる。具体的には、熱交換媒体Ｗを保温する（但し加温しない）程度の電力供給Ｅ１を、電池ユニット１０からヒータ４０へ行う。さらに、制御装置６０は、熱交換モードを、断熱モード（図３参照）から伝熱モード（図４参照）に切り換える。

【0067】

図９に示すように、第３の昇温パターンＰ３では、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に到達した時点ｔで、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗは、第１温度Ｔ１に未達である。この場合、制御装置６０は、熱交換モードを、断熱モード（図３参照）に維持する。制御装置６０は、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を維持する。さらに、制御装置６０は、外部電源７０からヒータ４０への電力供給Ｅ２を開始する。

【0068】

図１０は、電池ユニット１０及び熱交換媒体Ｗの昇温態様の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は時刻を示し、縦軸は電池ユニット１０の内部の温度Ｔｍ（℃）を示す。時刻ｔ０において、電池ユニットＴｍの温度は、Ｔｍ０である。時刻ｔ０において、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給（放電）Ｅ１を開始する。なお、時刻ｔ０において、熱交換モードは、断熱モード（図３参照）である。

【0069】

時刻ｔ１において、電池ユニット１０の温度Ｔｍは、Ｔｍ１に上昇する。電池ユニット１０の温度ＴｍがＴｍ１になると、外部電源７０による電池ユニット１０への外部充電Ｃが可能となる。時刻ｔ１において、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を停止する。代わりに、時刻ｔ１において、外部電源７０からヒータ４０への電力供給Ｅ２を開始する。同時に、時刻ｔ１において、外部電源７０による電池ユニット１０のハイレートでの外部充電Ｃを開始する。

【0070】

ここで、時刻ｔ１では電池ユニット１０の温度Ｔｍ（Ｔｍ１）がまだ低いため、外部電源７０によって電池ユニット１０をハイレートで外部充電（Ｃ）すると、電池ユニット１０のハイレート劣化が起こり得る。しかしながら、後述する電池ユニット１０によるハイレートでの放電によって、ハイレート劣化を解消している。

【0071】

時刻ｔ２において、電池ユニット１０の温度Ｔｍは、Ｔｍ２に上昇する。時刻ｔ２において、外部電源７０による電池ユニット１０のハイレートでの外部充電Ｃを停止する。同時に、時刻ｔ２において、上述した外部電源７０による電池ユニット１０への外部充電（Ｃ）と同レートにて、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給(放電)Ｅ１を開始する。これにより、電池ユニット１０のハイレート劣化が解消される。

【0072】

時刻ｔ３において、電池ユニット１０の温度Ｔｍは、Ｔｍ３に上昇する。また、時刻ｔ３において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗは、電池ユニット１０の温度Ｔｍと同じＴｍ３に到達する。すなわち、時刻ｔ３において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗ及び電池ユニット１０の温度Ｔｍ（Ｔｍ３）はともに、第１温度Ｔ１となる。熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達すると、熱交換媒体Ｗによる電池ユニット１０の昇温が可能になる。

【0073】

時刻ｔ３において、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給(放電)Ｅ１を停止する。また、時刻ｔ３において、熱交換媒体Ｗを保温可能な程度に、外部電源７０からヒータ４０への電力供給Ｅ２を維持する。同時に、時刻ｔ３において、外部電源７０による電池ユニット１０のハイレートでの外部充電Ｃを再開する。

【0074】

時刻ｔ３では電池ユニット１０の温度Ｔｍ（Ｔｍ３）がある程度上昇しているので、外部電源７０によって電池ユニット１０をハイレートで外部充電（Ｃ）したとしても、電池ユニット１０のハイレート劣化が起こりにくい。さらに、よりハイレート（急速）な外部充電Ｃが可能となるので、電池ユニット１０の温度Ｔｍの上昇率を高めることができる。

【0075】

時刻ｔ４において、電池ユニット１０の温度Ｔｍは、Ｔｍ４に上昇する。このとき、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒの低下が飽和する（図５参照）。すなわち、時刻ｔ４において、電池ユニット１０の温度Ｔｍ（Ｔｍ４）は、第２温度Ｔ２である。時刻ｔ４において、熱交換モードを、断熱モード（図３参照）から伝熱モード（図４参照）に切り換える。これにより、熱交換媒体Ｗによる電池ユニット１０の昇温が開始される。

【0076】

（電池ユニット及び熱交換媒体の昇温方法）
図１１は、電池ユニット温度管理装置１の制御態様の一例を示すフローチャートであり、熱交換媒体Ｗによる電池ユニット１０の昇温開始までを、示す。先ず、ステップ１において、媒体温度センサ３５によって、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗを検出する。また、ステップＳ１において、各電池温度センサ２０（第１電池温度センサ２０Ａ、第２電池温度センサ２０Ｂ、第３電池温度センサ２０Ｃ及び第４電池温度センサ２０Ｄ）によって、各電池ユニット１０（第１電池ユニット１０Ａ、第２電池ユニット１０Ｂ、第３電池ユニット１０Ｃ及び第４電池ユニット１０Ｄ）の温度Ｔｍ（ＴｍＡ，ＴｍＢ，ＴｍＣ，ＴｍＤ）を検出する。

【0077】

次に、ステップＳ２において、各電池ユニット１０の温度Ｔｍが所定温度Ｔｒ未満（Ｔｍ＜Ｔｒ）であるか否かを判定する。Ｔｍ＜Ｔｒであれば、ステップＳ３に進む。Ｔｍ≧Ｔｒであれば、電池ユニット１０の昇温（暖機）が不要なので、スタートに戻る。

【0078】

次に、ステップＳ３において、各電池ユニット１０に対応する各可変機構５０（第１可変機構５０Ａ、第２可変機構５０Ｂ、第３可変機構５０Ｃ及び第４可変機構５０Ｄ）を制御して、熱交換モードを断熱モード（図３参照）にする。具体的には、各可変機構５０の電磁ソレノイド５２による拘束力Ｆ（ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤ）を最大限弱めて、電磁ソレノイド５２を最大限引き方向にする。

【0079】

次に、ステップＳ４において、ポンプ３１を作動させて、流路３０に熱交換媒体Ｗを循環させる。

【0080】

次に、ステップＳ５において、各電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を開始する。このとき、第１電池ユニット１０Ａ、第２電池ユニット１０Ｂ、第３電池ユニット１０Ｃ、第４電池ユニット１０Ｄの順に、ヒータ４０への電力供給Ｅ１を行う。

【0081】

次に、ステップＳ６において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが電池ユニット１０の温度Ｔｍ（すなわち第１温度Ｔ１）以上（Ｔｗ≧Ｔｍ（Ｔ１））であるか否かを判定する。Ｔｗ≧Ｔｍ（Ｔ１）であれば、ステップＳ７に進む。Ｔｗ＜Ｔｍ（Ｔ１）であれば、ステップＳ５に戻る。

【0082】

次に、ステップＳ７において、電池ユニット１０の温度Ｔｍが、その内部抵抗Ｒの低下が飽和する第２温度Ｔ２以上（Ｔｍ≧Ｔ２）であるか否かを判定する。Ｔｍ≧Ｔ２であれば、ステップＳ８に進んで、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を停止することで、ヒータ４０を停止して、ステップＳ１０に進む。Ｔｍ＜Ｔ２であれば、ステップＳ９に進んで、熱交換媒体Ｗを保温可能な程度に、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を維持しつつ、ステップＳ１０に進む。

【0083】

図１２は、電池ユニット温度管理装置１の制御態様の一例を示すフローチャートであり、各電池ユニット１０間での昇温均一化を示す。

【0084】

ステップＳ１０において、熱交換モードを、断熱モードから伝熱モード（図４参照）に切り換える。具体的には、各可変機構５０の電磁ソレノイド５２を延ばし方向にして、拘束力Ｆを大きくする。このとき、第４可変機構５０Ｄによる拘束力ＦＤを最大にする（電磁ソレノイド５２を最大限延ばし方向にする）。さらに、各可変機構５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ）による拘束力Ｆの大きさを、ＦＤ＞ＦＣ＞ＦＢ＞ＦＡとする。すなわち、第４電池ユニット１０Ｄ、第３電池ユニット１０Ｃ、第２電池ユニット１０Ｂ、第１電池ユニット１０Ａの順に、熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力が大きくなり、昇温されやすくなる。

【0085】

ここで、ヒータ４０は、流路３０における電池ユニット１０よりも上流側に配置されるとともに、複数の電池ユニット１０間で共通である。すなわち、制御装置６０は、各可変機構５０を制御することによって、共通のヒータ４０からの距離の遠い（下流側に配置された）電池ユニット１０（例えば第４電池ユニット１０Ｄ）と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、共通のヒータ４０からの距離の近い（上流側に配置された）電池ユニット１０（例えば第１電池ユニット１０Ａ）と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力よりも、大きくする。

【0086】

次に、ステップＳ１１において、各電池ユニット１０の温度Ｔｍ（ＴｍＡ，ＴｍＢ，ＴｍＣ，ＴｍＤ）のばらつきの有無を判定する。温度Ｔｍのばらつきの許容範囲を、例えば、最大温度と最小温度との間で所定温度差(例えば２～３℃)としてもよい。温度Ｔｍのばらつき有りと判定された場合、ステップＳ１２に進む。温度Ｔｍのばらつき無しと判定された場合、ステップＳ１３に進む。

【0087】

次に、ステップＳ１２において、第４可変機構５０Ｄによる拘束力ＦＤを最大に維持しつつ、他の可変機構５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃによる拘束力ＦＡ，ＦＢ，ＦＣを調整して、電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を調整する。そして、ステップＳ１１に戻る。

【0088】

次に、ステップＳ１３において、電池ユニット１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）の温度Ｔｍ（ＴｍＡ，ＴｍＢ，ＴｍＣ，ＴｍＤ）が所定温度Ｔｒ以上（Ｔｍ≧Ｔｒ）であるか否かを判定する。Ｔｍ＜Ｔｒであれば、ステップＳ１４に進む。Ｔｍ≧Ｔｒであれば、ステップＳ１５に進む。

【0089】

次に、ステップＳ１４において、再び、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが電池ユニット１０の温度Ｔｍ（すなわち第１温度Ｔ１）以上（Ｔｗ≧Ｔｍ（Ｔ１））であるか否かを判定する。Ｔｗ≧Ｔｍ（Ｔ１）であれば、ステップＳ１１に戻る。Ｔｗ＜Ｔｍ（Ｔ１）であれば、ステップＳ９に戻る。

【0090】

次に、ステップＳ１５において、各可変機構５０による拘束力Ｆを均一にする。すなわち、ＦＡ＝ＦＢ＝ＦＣ＝ＦＤにする。その後、リターンに至る。

【0091】

（第１の実施形態の作用効果）
以上、本実施形態によれば、ヒータ４０による熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが電池ユニット１０の温度Ｔｍと同等の第１温度Ｔ１に未達の場合、制御装置６０による可変機構５０の制御によって、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を小さくする。このため、電池ユニット１０から熱交換媒体Ｗへの熱移動が抑制されるので、電池ユニット１０の昇温遅れを抑制することができる。

【0092】

そして、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが電池ユニット１０の温度Ｔｍと同等の第１温度Ｔ１に到達した後に、制御装置６０による可変機構５０の制御によって、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を大きくする。このとき、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが電池ユニット１０の温度Ｔｍ（第１温度Ｔ１）よりも既に高くなっているので、たとえ電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を大きくしたとしても、電池ユニット１０から熱交換媒体Ｗへの熱移動はほとんど無く、むしろ熱交換媒体Ｗから電池ユニット１０への熱移動が促進される。

【0093】

このように、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが電池ユニット１０の温度Ｔｍと同等の第１温度Ｔ１に到達する前後において、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を変化させることによって、電池ユニット１０を素早く昇温させることができる。

【0094】

さらに、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１に到達する前後において、熱交換モードを断熱モードから伝熱モードに切り換えることによって、より簡単に、電池ユニット１０の昇温を早めることができる。

【0095】

ところで、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒが高い状態では、電池ユニット１０の能力が十分に発揮されず、例えば電池ユニット１０によるモータの駆動ができないことがある。ここで、電池ユニット１０の充放電に伴って、電池ユニット１０は、内部発熱して温度上昇する。電池ユニット１０の内部抵抗Ｒは、電池ユニット１０の温度上昇に応じて低下するとともに、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に到達すると飽和する（図５参照）。

【0096】

このため、電池ユニット１０の能力を十分に発揮するためには、電池ユニット１０の内部発熱を利用して、電池ユニット１０の温度Ｔｍを、第２温度Ｔ２まで素早く上昇させることが好ましい。また、電池ユニット１０を効果的に加温するためには、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗを、第１温度Ｔ１まで素早く上昇させることが好ましい。

【0097】

そこで、熱交換媒体Ｗが第１温度Ｔ１（Ｔｍ）に到達しているか否か、及び電池ユニット１０が第２温度Ｔ２に到達しているか否かを考慮することによって、電池ユニット１０及び熱交換媒体Ｗの昇温を効果的に行うことができる。

【0098】

第１の昇温パターンＰ１（図７参照）によれば、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１（Ｔｍ）に既に到達しているので、熱交換モードを断熱モードから伝熱モードに切り換えることによって、熱交換媒体Ｗから電池ユニット１０への熱移動を促進して、電池ユニット１０を効果的に温度上昇させることができる。

【0099】

一方、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に既に到達しているので、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒを低下させることを目的として、電池ユニット１０からヒータ４０へこれ以上電力供給（放電）する必要はない。そこで、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を停止することによって、電池ユニット１０の不要な電力消費を無くすことができる。

【0100】

第２の昇温パターンＰ２（図８参照）によれば、上記と同様に、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１（Ｔｍ）に既に到達しているので、熱交換モードを断熱モードから伝熱モードに切り換えることによって、熱交換媒体Ｗから電池ユニット１０への熱移動を促進して、電池ユニット１０を効果的に温度上昇させることができる。

【0101】

一方、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に未達なので、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒを低下させることを目的として、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給（放電）Ｅ１を、停止させずに維持する必要がある。しかしながら、上述したように、伝熱モードによって熱交換媒体Ｗから電池ユニット１０への熱移動が促進されているので、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１（Ｔｍ）に到達する前よりも、低下させることができる。これにより、電池ユニット１０の電力消費を極力抑制しつつ、電池ユニット１０の温度Ｔｍを第２温度Ｔ２まで上昇させることができる。

【0102】

第３の昇温パターンＰ３（図９参照）によれば、電池ユニット１０の温度Ｔｍが第２温度Ｔ２に既に到達しているので、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒを低下させることを目的として、電池ユニット１０からヒータ４０へこれ以上電力供給（放電）する必要はない。

【0103】

一方、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが第１温度Ｔ１（Ｔｍ）に未達なので、熱交換モードを断熱モードに維持しつつ、電池ユニット１０又は他の電源からヒータ４０への電力供給を継続する必要がある。そこで、外部電源７０からヒータ４０への電力供給Ｅ２を開始する。これにより、電池ユニット１０からヒータ４０への電力供給Ｅ１を、抑制ないし停止させることができる。このように、外部電源７０の助けを借りることによって、電池ユニット１０の電力消費を抑制しつつ、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗを第１温度Ｔ１（Ｔｍ）まで上昇させることができる。

【0104】

伝熱材５１及び電磁ソレノイド（面積変化機構）５２を含む可変機構５０によって、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、簡単に変化させることができる。

【0105】

共通のヒータ４０からの距離の遠い（下流側に配置された）電池ユニット１０（例えば第４電池ユニット１０Ｄ）に接する熱交換媒体Ｗは、共通のヒータ４０からの距離の近い（上流側に配置された）電池ユニット１０（例えば第１電池ユニット１０Ａ）に接する熱交換媒体Ｗに比較して、温度Ｔｍが低い傾向にある。

【0106】

そこで、共通のヒータ４０からの距離の遠い電池ユニット１０を、共通のヒータ４０からの距離の近い電池ユニット１０に比較して、熱交換媒体Ｗとの間での伝熱能力を高めて、熱交換媒体Ｗとの間で熱交換しやすくしている。これにより、複数の電池ユニット１０を、共通のヒータ４０からの距離にかかわらず（上流側に配置されるか下流側に配置されるかにかかわらず）、均等に温度上昇させることができる。

【0107】

（第１の実施形態の変形例）
以下、第１の実施形態の変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0108】

上記実施形態では、第１電池ユニット１０Ａ、第２電池ユニット１０Ｂ、第３電池ユニット１０Ｃ、第４電池ユニット１０Ｄの順に、共通のヒータ４０への電力供給Ｅ１を行ったが、これに限定されない。制御装置６０は、複数の電池ユニット１０のうちの少なくとも一部の電池ユニット１０から共通のヒータ４０へ、交互に電力供給させてもよい。

【0109】

例えば、複数の電池ユニット１０のうちの第１電池ユニット１０Ａ及び第２電池ユニット１０Ｂから、共通のヒータ４０へ交互に電力供給してもよい。すなわち、第１電池ユニット１０Ａから共通のヒータ４０への電力供給を行った後に、第２電池ユニット１０Ｂから共通のヒータ４０への電力供給を行って、その後再び、第１電池ユニット１０Ａから共通のヒータ４０への電力供給を行ってもよい。また、全ての電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄから共通のヒータ４０へ、交互に電力供給してもよい。

【0110】

これにより、電池ユニット１０の内部発熱を促して、電池ユニット１０の内部抵抗Ｒを効率よく低下させることができる。

【0111】

上記実施形態では、ヒータ４０は、複数の電池ユニット１０間で共通であったが、これに限定されない。図１３に示すように、熱交換媒体Ｗは、複数の電池ユニット１０各々に対応した複数のヒータ４０によって、加温されてもよい。

【0112】

この場合、ヒータ４０は、第１ヒータ４０Ａ、第２ヒータ４０Ｂ、第３ヒータ４０Ｃ及び第４ヒータ４０Ｄの計４個ある。各ヒータ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、対応する各電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの近傍に配置されており、対応する各電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに接する熱交換媒体Ｗを加温する。

【0113】

また、媒体温度センサ３５は、第１媒体温度センサ３５Ａ、第２媒体温度センサ３５Ｂ、第３媒体温度センサ３５Ｃ及び第４媒体温度センサ３５Ｄの計４個ある。各媒体温度センサ３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄは、対応する各電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの近傍に配置されており、対応する各電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに接する熱交換媒体Ｗを検出する。

【0114】

制御装置６０は、各ヒータ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄによる熱交換媒体Ｗの加温時において、熱交換媒体Ｗが第１温度Ｔ１（Ｔｍ）に未達の場合、熱交換媒体Ｗを流路３０で循環させない。

【0115】

これにより、熱交換媒体Ｗを第１温度Ｔ１（Ｔｍ）まで、素早く昇温させることができる。

【0116】

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0117】

図１４は、第２の実施形態に係る電池ユニット温度管理装置１の概略構成図である。本実施形態では、ヒータ４０は、作動しない。また、流路３０における熱交換媒体Ｗは、熱交換流路３０Ｂを通過して、熱交換器３４によって冷却される。熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗは、熱交換器３４で冷却されることによって、電池ユニット１０の温度Ｔｍよりも低くなる。熱交換媒体Ｗは、冷却媒体として、各電池ユニット１０の冷却のために用いられる。

【0118】

熱交換媒体Ｗは、流路３０の上流側から下流側に亘って、第１電池ユニット１０Ａ、第２電池ユニット１０Ｂ、第３電池ユニット１０Ｃ、第４電池ユニット１０Ｄの順に、各電池ユニット１０との間で熱交換される。ここで、熱交換媒体Ｗが上流側から下流側に亘って各電池ユニット１０と順次熱交換される度に、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗが徐々に上昇する。すなわち、熱交換媒体Ｗが上流側から下流側に亘って各電池ユニット１０と順次熱交換される度に、熱交換媒体Ｗの温度Ｔｗは、電池ユニット１０の温度Ｔｍに徐々に近づいてしまう。

【0119】

このため、下流側の電池ユニット１０（例えば第４電池ユニット１０Ｄ）は、上流側の電池ユニット（例えば第１電池ユニット１０Ａ）に比較して、熱交換媒体Ｗと間で熱交換されにくくなる。そして、最終的には、各電池ユニット１０の温度Ｔｍは、互いにばらついてしまう。

【0120】

本実施形態では、以下に示す方法によって、複数の電池ユニット１０間における温度Ｔｍのばらつきを抑制する。特に、電池ユニット１０がハイレート充放電を行う場合、細かな温度管理が求められるので(図６参照)、複数の電池ユニット１０間における温度Ｔｍのばらつきを抑制することは、重要である。

【0121】

図１５は、電池ユニット温度管理装置１の制御態様の一例を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１’において、電池ユニット１０のハイレート充放電の要求の有無を判定する。ハイレート充放電の要求有りと判定されれば、ステップＳ２’に進む。ハイレート充放電の要求無し（すなわち低レート充放電である）と判定されれば、細かな温度管理が不要なので、スタートに戻る。なお、ハイレート充放電の要求の有無は、電池ユニット１０に係る電流／電圧の履歴データ等から、判断され得る。

【0122】

次に、ステップＳ２’において、制御装置６０は、各電池ユニット１０間での温度差を小さくするように、各可変機構５０による電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力の変化を、電池ユニット１０毎に制御する。具体的には、制御装置６０は、流れ方向の上流側に配置された電池ユニット１０（例えば第１電池ユニット１０Ａ）と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、流れ方向の下流側に配置された電池ユニット１０（例えば第４電池ユニット１０Ｄ）と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力よりも、小さくする。

【0123】

さらに、制御装置６０は、流れ方向の最下流側に配置された第４電池ユニット１０Ｄと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、最大にする。

【0124】

具体的には、第４可変機構５０Ｄによる拘束力ＦＤを最大にする。さらに、各可変機構５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ）による拘束力Ｆの大きさを、ＦＤ＞ＦＣ＞ＦＢ＞ＦＡとする。すなわち、第４電池ユニット１０Ｄ、第３電池ユニット１０Ｃ、第２電池ユニット１０Ｂ、第１電池ユニット１０Ａの順に、熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力が大きくなり、冷却されやすくなる。そして、ステップＳ３’に進む。

【0125】

次に、ステップＳ３’において、第４電池温度センサ２０Ｄにより検出された第４電池ユニット１０Ｄの温度ＴｍＤが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれるか否かを判定する。所定温度範囲Ｔｓ±αは、ハイレート充放電における目標管理温度Ｂ（図６参照）に含まれる。Ｔｓは、例えば４５℃である。αは、例えば数度以下である。

【0126】

ステップＳ３’において、第４電池ユニット１０Ｄの温度ＴｍＤが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれないと判定されれば、ステップＳ４’に進む。そして、ポンプ３１の吐出量を調整して、流路３０における熱交換媒体Ｗの流量を調整（増大又は減少）した後、ステップＳ３’に戻る。第４電池ユニット１０Ｄの温度ＴｍＤが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれると判定されれば、ステップＳ５’に進む。なお、第４可変機構５０Ｄによる拘束力ＦＤが最大に固定されているので、拘束力ＦＤを調整（増大又は減少）する余地はない。

【0127】

次に、ステップＳ５’において、第３電池温度センサ２０Ｃにより検出された第３電池ユニット１０Ｃの温度ＴｍＣが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれるか否かを判定する。第３電池ユニット１０Ｃの温度ＴｍＣが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれないと判定されれば、ステップＳ６’に進む。そして、第３可変機構５０Ｃによる拘束力ＦＣを調整（増大又は減少）した後、ステップＳ３’に戻る。第３電池ユニット１０Ｃの温度ＴｍＣが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれると判定されれば、ステップＳ７’に進む。

【0128】

次に、ステップＳ７’において、第２電池温度センサ２０Ｂにより検出された第２電池ユニット１０Ｂの温度ＴｍＢが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれるか否かを判定する。第２電池ユニット１０Ｂの温度ＴｍＢが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれないと判定されれば、ステップＳ８’に進む。そして、第２可変機構５０Ｂによる拘束力ＦＢを調整（増大又は減少）した後、ステップＳ３’に戻る。第２電池ユニット１０Ｂの温度ＴｍＢが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれると判定されれば、ステップＳ９’に進む。

【0129】

次に、ステップＳ９’において、第１電池温度センサ２０Ａにより検出された第１電池ユニット１０Ａの温度ＴｍＡが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれるか否かを判定する。第１電池ユニット１０Ａの温度ＴｍＡが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれないと判定されれば、ステップＳ１０’に進む。そして、第１可変機構５０Ａによる拘束力ＦＡを調整（増大又は減少）した後、ステップＳ３’に戻る。第１電池ユニット１０Ａの温度ＴｍＡが所定温度範囲Ｔｓ±αに含まれると判定されれば、リターンに至る。

【0130】

このように、制御装置６０は、各電池温度センサ２０により検出された各電池ユニット１０の温度Ｔｍに基づいて、各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、調整する。例えば、制御装置６０は、高温の（熱交換媒体Ｗとの温度差の大きな）電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を小さくしたり、低温の（熱交換媒体Ｗとの温度差の小さな）電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を大きくしたりする。

【0131】

（第２の実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、各電池ユニット１０に対応するように設けられた各可変機構５０は、各電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、変化させる。そして、制御装置６０は、各可変機構５０による伝熱能力の変化を電池ユニット１０毎に制御することによって、各電池ユニット１０間での温度差を小さくしている。これにより、複数の電池ユニット１０間における温度Ｔｍのばらつきを抑制することができる。

【0132】

流路３０の流れ方向の上流側に配置された電池ユニット１０（例えば第１電池ユニット１０Ａ）に接する熱交換媒体Ｗは、流路３０の流れ方向の下流側に配置された電池ユニット１０（例えば第４電池ユニット１０Ｄ）に接する熱交換媒体Ｗに比較して、電池ユニット１０との温度差が大きい傾向にある。すなわち、上流側に配置された電池ユニット１０は、下流側に配置された電池ユニット１０に比較して、熱交換媒体Ｗとの間で熱交換されやすい。

【0133】

そこで、各可変機構５０による伝熱能力の調整によって、上流側に配置された電池ユニット１０を、下流側に配置された電池ユニット１０に比較して、熱交換媒体Ｗとの間で熱交換されにくくしている。これにより、流路３０の流れ方向に沿って配置された複数の電池ユニット１０間において、温度Ｔｍのばらつきを抑制することができる。

【0134】

流路３０の流れ方向の下流側に配置された電池ユニット１０（例えば第４電池ユニット１０Ｄ）に接する熱交換媒体Ｗは、流路３０の流れ方向の上流側に配置された電池ユニット１０（例えば第１電池ユニット１０Ａ）に接する熱交換媒体Ｗに比較して、電池ユニット１０との温度差が小さい傾向にある。すなわち、最下流側に配置された第４電池ユニット１０Ｄは、他の全ての上流側に配置された電池ユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに比較して、熱交換媒体Ｗとの間で熱交換されにくい。

【0135】

そこで、最下流側に配置された第４電池ユニット１０Ｄと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力（拘束力Ｆ４）を最大にすることによって、最下流側に配置された第４電池ユニット１０Ｄを、熱交換媒体Ｗとの間で可能な限り熱交換されやすくしている。これにより、流路３０を流れる熱交換媒体Ｗの流量（ポンプ３１の吐出量）を極力増やすことなく、最下流側に配置された第４電池ユニット１０Ｄを温度変化させることができる。

【0136】

伝熱材５１及び電磁ソレノイド（面積変化機構）５２を含む可変機構５０によって、電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、簡単に変化させることができる。

【0137】

各電池温度センサ２０により検出された各電池ユニット１０の温度Ｔｍに基づいて各伝熱能力を調整するので、より綿密に、各電池ユニット１０の温度Ｔｍを調整することができる。

【0138】

（第２の実施形態の変形例）
上記実施形態では、制御装置６０は、流れ方向の上流側に配置された電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、流れ方向の下流側に配置された電池ユニット１０と熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力よりも小さくしたが、これに限定されない。

【0139】

例えば、複数の電池ユニット１０のうちの第２電池ユニット１０Ｂの近傍にのみ、ヒータが配置される場合、第２電池ユニット１０Ｂは、他の電池ユニット１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄに比較して、熱交換媒体Ｗとの間で熱交換（冷却）されにくくなる。

【0140】

この場合、第２電池ユニット１０Ｂと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、他の電池ユニット１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力よりも、大きくすればよい。このとき、制御装置６０は、流れ方向の上流側に配置された第２電池ユニット１０Ｂと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力を、流れ方向の下流側に配置された電池ユニット１０Ｃ，１０Ｄと熱交換媒体Ｗとの間の伝熱能力よりも、大きくする。

【0141】

上記実施形態では、熱交換媒体Ｗが熱交換流路３０Ｂを通過して、各電池ユニット１０の冷却のために用いられる場合を、例示したが、これに限定されない。熱交換媒体Ｗは、バイパス流路３０Ａを通過して、各電池ユニット１０の昇温のために用いられてもよい。なお、この場合、流路３０において、ヒータ４０は、作動する。

【0142】

＜その他の実施形態＞
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

【0143】

面積変化機構は、電磁ソレノイド５２に限定されず、例えば機械式のピストンシリンダ機構で構成されてもよい。上記実施形態では、波板形状の伝熱材５１は、熱交換媒体Ｗと熱交換を行うための伝熱面５１ａを有するが、これに限定されない。波板形状の伝熱材５１とは別個の伝熱材を用意して、当該別個の伝熱材に、熱交換媒体Ｗと熱交換を行うための伝熱面を、設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0144】

本開示は、電池ユニット温度管理装置に適用できるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

【符号の説明】

【0145】

１ 電池ユニット温度管理装置
１０ 電池ユニット
１１ 電池セル
２０ 電池温度センサ
３０ 流路
３５ 媒体温度センサ
４０ ヒータ
５０ 可変機構
５１ 伝熱材
５２ 電磁ソレノイド（面積変化機構）
６０ 制御装置
７０ 外部電源
Ｅ１ 電力供給
Ｅ２ 電力供給
Ｃ 外部充電
Ｗ 熱交換媒体
Ｔｗ 温度
Ｔｍ 温度
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度
Ｒ 内部抵抗
Ｆ 拘束力
ｔ 時点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】