特開 2023-179317 電池冷却装置

(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】P2023179317

(43)【公開日】2023-12-19

(54)【発明の名称】電池冷却装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/633 20140101AFI20231212BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20231212BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20231212BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20231212BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

H01M10/633

H01M10/613

H01M10/6568

H01M10/6556

H01M10/625

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092572

(22)【出願日】2022-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 正高

【テーマコード（参考）】

5H031

【Ｆターム（参考）】

5H031CC09

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】電池を冷却するための冷却液がフィルタを通過する冷却回路において電池の冷却効果を確保すること。
【解決手段】冷却回路を循環する絶縁性の冷却油によって電池を直接的に冷却する電池冷却装置であって、冷却回路は、冷却油に混入した不純物を除去するフィルタと、フィルタをバイパスするバイパス通路と、フィルタが設けられたフィルタ側通路とバイパス通路とを切り替える切替弁と、を有し、切替弁を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電池の冷却要求がある時に、冷却回路を流れる冷却油の圧力損失が大きいと判定した場合、冷却油がバイパス通路を流れるように切替弁を制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却回路を循環する絶縁性の冷却油によって電池を直接的に冷却する電池冷却装置であって、
前記冷却回路は、
前記冷却油に混入した不純物を除去するフィルタと、
前記フィルタをバイパスするバイパス通路と、
前記フィルタが設けられたフィルタ側通路と前記バイパス通路とを切り替える切替弁と、を有し、
前記切替弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記電池の冷却要求がある時に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいと判定した場合、前記冷却油が前記バイパス通路を流れるように前記切替弁を制御する
ことを特徴とする電池冷却装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記電池の冷却要求がない時に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいと判定した場合、前記冷却油が前記フィルタ側通路を流れるように前記切替弁を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の電池冷却装置。

【請求項3】

前記冷却回路は、前記冷却油を吐出するポンプを有し、
前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中、前記ポンプが前記冷却油を吐出する状態に固着した状態であると判定した場合、前記冷却油が前記バイパス通路を流れるように前記切替弁を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池冷却装置。

【請求項4】

前記フィルタは、前記不純物として異物および水分を除去することが可能であり、
前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中、前記フィルタでの水分凍結を防止する必要があると判定した場合、前記冷却油が前記バイパス通路を流れるように前記切替弁を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の電池冷却装置。

【請求項5】

前記冷却回路は、前記冷却油を吐出するポンプを有し、
前記フィルタは、前記不純物として異物および水分を除去することが可能であり、
前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいかつ前記電池の冷却要求があると判定した場合、前記冷却油が間欠的に前記バイパス通路を流れるように前記切替弁の開閉を間欠的に切り替える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池冷却装置。

【請求項6】

前記ポンプは、前記制御装置により制御される電動ポンプであり、
前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいかつ前記電池の冷却要求がないと判定した場合、前記ポンプを間欠運転させる
ことを特徴とする請求項５に記載の電池冷却装置。

【請求項7】

前記電池は、外部電源から供給される電力を急速充電することが可能であり、
前記制御装置は、前記外部電源の電力を前記電池に急速充電する際、前記冷却回路における前記電池の入口側での前記冷却油の温度と前記電池の出口側での前記冷却油の温度との差が大きい場合、前記フィルタにおいて目詰まりが発生していると判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電池冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数の蓄電素子を有する蓄電モジュールと、蓄電モジュールのケース内で蓄電素子との間で熱交換を行う冷却液と、冷却液をケース内で移動させるファンと、冷却液に混入する異物を除去するフィルタと、を備えた冷却装置が開示されている。この冷却装置では、ファンを回転させて冷却液をケース内で循環させる際に冷却液がフィルタを通過することにより、冷却液に混入した異物をフィルタで捕集する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－０１５９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、捕集した異物によってフィルタが目詰まりを起こす可能性がある。フィルタで目詰まりが発生すると、冷却液の圧力損失が増大して冷却液の流量が低下するため、電池の冷却効果が低下する虞がある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、電池を冷却するための冷却液がフィルタを通過する冷却回路において電池の冷却効果を確保することができる電池冷却装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、冷却回路を循環する絶縁性の冷却油によって電池を直接的に冷却する電池冷却装置であって、前記冷却回路は、前記冷却油に混入した不純物を除去するフィルタと、前記フィルタをバイパスするバイパス通路と、前記フィルタが設けられたフィルタ側通路と前記バイパス通路とを切り替える切替弁と、を有し、前記切替弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電池の冷却要求がある時に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいと判定した場合、前記冷却油が前記バイパス通路を流れるように前記切替弁を制御することを特徴とする。

【0007】

この構成によれば、電池の冷却要求がある時に冷却油の圧力損失が大きい場合には、フィルタを迂回するように冷却油を循環させることができる。これにより、フィルタによる冷却油の圧力損失で冷却油の流量が低下してしまうことを抑制できるので、電池の冷却効果を確保することができる。

【0008】

また、前記制御装置は、前記電池の冷却要求がない時に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいと判定した場合、前記冷却油が前記フィルタ側通路を流れるように前記切替弁を制御してもよい。

【0009】

この構成によれば、電池の冷却要求がない時に冷却油の圧力損失が大きい場合には、フィルタを通過するように冷却油を循環させることができる。これにより、冷却油に含まれる異物などをフィルタで除去できるため、異物による短絡回路の形成を抑制することができる。

【0010】

また、前記冷却回路は、前記冷却油を吐出するポンプを有し、前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中、前記ポンプが前記冷却油を吐出する状態に固着した状態であると判定した場合、前記冷却油が前記バイパス通路を流れるように前記切替弁を制御してもよい。

【0011】

この構成によれば、ポンプが冷却油を吐出する状態に固着した状態であると判定した際に、バイパス通路を経由する循環回路が形成されるため、冷却油の圧力が上昇して冷却回路が破裂することを防止できる。

【0012】

また、前記フィルタは、前記不純物として異物および水分を除去することが可能であり、前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中、前記フィルタでの水分凍結を防止する必要があると判定した場合、前記冷却油が前記バイパス通路を流れるように前記切替弁を制御してもよい。

【0013】

この構成によれば、フィルタの凍結防止を行う場合に、冷却油をバイパス通路に流して冷却回路内を循環させることができる。これにより、電池の冷却性能を確保することができる。

【0014】

また、前記冷却回路は、前記冷却油を吐出するポンプを有し、前記フィルタは、前記不純物として異物および水分を除去することが可能であり、前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいかつ前記電池の冷却要求があると判定した場合、前記冷却油が間欠的に前記バイパス通路を流れるように前記切替弁の開閉を間欠的に切り替えてもよい。

【0015】

この構成によれば、バイパスによる間欠運転を実施することにより、フィルタを通過する冷却油の流量が低下するため、フィルタに詰まった水分の除去を促すことができる。

【0016】

また、前記ポンプは、前記制御装置により制御される電動ポンプであり、前記制御装置は、前記ポンプにより圧送された前記冷却油が前記冷却回路を循環中に、前記冷却回路を流れる前記冷却油の圧力損失が大きいかつ前記電池の冷却要求がないと判定した場合、前記ポンプを間欠運転させてもよい。

【0017】

この構成によれば、ポンプ駆動による間欠運転を実施することにより、フィルタを通過する冷却油の流量が低下するため、フィルタに詰まった水分の除去を促すことができる。

【0018】

また、前記電池は、外部電源から供給される電力を急速充電することが可能であり、前記制御装置は、前記外部電源の電力を前記電池に急速充電する際、前記冷却回路における前記電池の入口側での前記冷却油の温度と前記電池の出口側での前記冷却油の温度との差が大きい場合、前記フィルタにおいて目詰まりが発生していると判定してもよい。

【0019】

この構成によれば、圧力センサを用いずに、冷却油の温度に基づいてフィルタの目詰まりを検出することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明では、電池の冷却要求がある時に冷却油の圧力損失が大きい場合には、フィルタを迂回するように冷却油を循環させることができる。これにより、フィルタによる冷却油の圧力損失で冷却油の流量が低下してしまうことを抑制できるので、電池の冷却効果を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、実施形態における電池冷却装置を模式的に示す図である。

【図2】図２は、フィルタ詰まり時制御を示すフローチャート図である。

【図3】図３は、故障時制御を示すフローチャート図である。

【図4】図４は、水分除去制御を示すフローチャート図である。

【図5】図５は、水分除去制御を実施した際の状態を示すタイムチャート図である。

【図6】図６は、冷却油の温度と電池の温度との関係を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電池冷却装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

【0023】

図１は、実施形態における電池冷却装置を模式的に示す図である。電池冷却装置１は、電池２と冷却液との間の熱抵抗を低減するために、絶縁性の冷却油によって電池２を直接的に冷却する。この電池冷却装置１は、冷却対象である電池２と、冷却油が循環する冷却回路１０と、冷却回路１０を制御する制御装置３０とを備える。

【0024】

電池２は、水冷式の電池パックである。電池２は、複数の電池セルにより構成された電池モジュールと、電池モジュールを収容するケースとを備える。電池２のケース内を冷却回路１０の冷却油が流れることによって、複数の電池セルなどの発熱部が冷却油により直接的に冷却される。冷却回路１０は冷却油が流れる経路として、電池２のケース内の冷却通路を含む。

【0025】

冷却回路１０は、オイルポンプ１１と、熱交換器１２と、リザーバタンク１３と、切替弁１４と、フィルタ１５と、バイパス通路１６と、第１温度センサ１７と、第２温度センサ１８と、第１圧力センサ１９と、第２圧力センサ２０とを備える。

【0026】

オイルポンプ１１は、電動オイルポンプである。電動モータが駆動することによりオイルポンプ１１は冷却油を吐出する。冷却回路１０では、オイルポンプ１１が冷却油を吐出することにより、冷却油が圧送されて循環する。オイルポンプ１１が吐出した冷却油は第１通路４１を介して熱交換器１２に供給される。第１通路４１は、オイルポンプ１１と熱交換器１２とを接続する油路である。

【0027】

熱交換器１２は、冷却油と外部の熱輸送媒体との間で熱交換を行い、冷却油の温度を調整する装置である。この熱輸送媒体は、エアコン冷媒やエンジン冷却水やモータ冷却液など、冷却回路１０とは別系統の回路を循環する冷媒である。つまり、熱交換器１２は冷却油の温度を調整する装置として機能する。

【0028】

例えば、熱交換器１２は、冷却油とエアコン冷媒との間で熱交換を行うオイルクーラである。この熱交換器１２を備える冷却回路１０では、熱交換器１２においてエアコン冷媒と冷却油とが熱交換を行うことにより冷却油が冷却されるため、冷却要求時に低温の冷却油を電池２に供給することができる。

【0029】

あるいは、熱交換器１２は、冷却油とエアコン冷媒とエンジン冷却水との間で熱交換を行う三相型熱交換器である。この熱交換器１２は、電池２の冷却要求時には冷却油とエアコン冷媒との間で熱交換を行い、電池２の暖機要求時には冷却油とエンジン冷却水との間で熱交換を行うことが可能である。この熱交換器１２を備える冷却回路１０では、冷たい冷却油によって電池２を冷却できるとともに、温かい冷却油によって電池２を暖機することができる。

【0030】

熱交換器１２から流出した冷却油は第２通路４２を介してリザーバタンク１３に供給される。第２通路４２は、熱交換器１２とリザーバタンク１３とを接続する油路である。

【0031】

リザーバタンク１３は、冷却油を一時的に貯留する容器である。冷却回路１０では熱交換器１２と電池２との間にリザーバタンク１３が設けられている。リザーバタンク１３から流出した冷却油が第３通路４３を介して電池２に供給される。第３通路４３は、リザーバタンク１３と電池２とを接続する油路である。

【0032】

電池２は、冷却油が発熱部に接触するように流れる冷却通路を備える。詳細には、電池２は、冷却油がケース内に流入する入口２ａと、入口２ａからケース内に流入した冷却油が複数の電池セルに接触するように流れる冷却通路と、冷却通路を流れた冷却油がケース外へ流出する出口２ｂとを備える。入口２ａには第３通路４３が接続されている。出口２ｂには第４通路４４が接続されている。第４通路４４は、電池２と切替弁１４とを接続する油路である。電池２から流出した冷却油は第４通路４４を介して切替弁１４に供給される。

【0033】

切替弁１４は、冷却油が流れる経路を、フィルタ側通路４５とバイパス通路１６とに切り替える。フィルタ側通路４５は、フィルタ１５が設けられた油路である。バイパス通路１６は、フィルタ１５をバイパスする油路である。切替弁１４は、冷却油がフィルタ１５を通過するように冷却油の流路を形成する第１状態と、冷却油がフィルタ１５を通過しないように冷却油の流路を形成する第２状態とに切り替わる。この切替弁１４は電磁弁であり、制御装置３０により制御される。

【0034】

フィルタ１５は、フィルタ側通路４５に設けられ、冷却油に混入した不純物を除去する。不純物は水分や異物である。フィルタ１５は冷却油に混入した異物を取り除くとともに、冷却油と水とを分離することが可能である。つまり、フィルタ１５は油水分離機能付きのフィルタである。そのため、フィルタ１５はフィルタ表面にて水分を捕集して、その水分がフィルタ下部の容器に溜まるように構成されている。フィルタ１５はフィルタ下部の容器に溜まった水量を検知して、その情報を含む信号を出力することが可能である。

【0035】

フィルタ側通路４５は、フィルタ１５が設けられた通路であり、フィルタ前後の油路を形成する。フィルタ側通路４５は、フィルタ１５の上流側の油路と、フィルタ１５の下流側の油路とを含む。フィルタ側通路４５の上流側は切替弁１４に接続されている。フィルタ側通路４５の下流側は合流点４６に接続されている。合流点４６は、フィルタ側通路４５とバイパス通路１６とが合流する箇所である。フィルタ側通路４５を冷却油が流れることにより、冷却油に混入した水分や異物をフィルタ１５により除去することができる。

【0036】

バイパス通路１６は、フィルタ１５と並列に接続された油路である。このバイパス通路１６は切替弁１４で分岐した油路である。バイパス通路１６の上流側は切替弁１４に接続されている。バイパス通路１６の下流側は合流点４６に接続されている。バイパス通路１６を冷却油が流れることにより、フィルタ１５を通過する場合には生じる冷却油の圧力損失を発生させることなく、冷却油を循環させることができる。

【0037】

合流点４６の下流側の油路は、第５通路４７により形成されている。フィルタ側通路４５またはバイパス通路１６を流れた冷却油は合流点４６を介して第５通路４７に流入する。第５通路４７は、合流点４６とオイルポンプ１１とを接続する油路である。第５通路４７の下流側はオイルポンプ１１に接続されている。

【0038】

第１温度センサ１７は、電池２に供給される冷却油の温度を検出する油温センサである。第１温度センサ１７は第３通路４３に設けられ、電池２の入側での冷却油の温度Ｔ_inを検出する。電池２と熱交換前の冷却油の温度Ｔ_inが第１温度センサ１７により検出される。

【0039】

第２温度センサ１８は、電池２から流出した冷却油の温度を検出する油温センサである。第２温度センサ１８は第４通路４４に設けられ、電池２の出側での冷却油の温度Ｔ_outを検出する。電池２と熱交換後の冷却油の温度Ｔ_outが第２温度センサ１８により検出される。

【0040】

第１温度センサ１７および第２温度センサ１８の検出結果は信号となって制御装置３０に入力される。第１温度センサ１７および第２温度センサ１８が冷却油の温度を検出することにより、制御装置３０は電池２の入側と出側との冷却油の温度差ΔＴ１を検出することができる。

【0041】

第１圧力センサ１９は、フィルタ１５の前側における冷却油の圧力を検出する。第１圧力センサ１９は、フィルタ側通路４５のうち切替弁１４とフィルタ１５との間の通路に設けられ、切替弁１４とフィルタ１５との間の冷却油の圧力を検出する。フィルタ１５を通過する前の冷却油の圧力が第１圧力センサ１９により検出される。

【0042】

第２圧力センサ２０は、フィルタ１５の後側における冷却油の圧力を検出する。第２圧力センサ２０は、フィルタ側通路４５のうちフィルタ１５と合流点４６との間の通路に設けられ、フィルタ１５と合流点４６との間の冷却油の圧力を検出する。フィルタ１５を通過した後の冷却油の圧力が第２圧力センサ２０により検出される。

【0043】

第１圧力センサ１９および第２圧力センサ２０の検出結果は信号となって制御装置３０に入力される。第１圧力センサ１９および第２圧力センサ２０がフィルタ前後の冷却油の圧力を検出することにより、制御装置３０はフィルタ前後での冷却油の圧力差を検出することができる。第１圧力センサ１９と第２圧力センサ２０とはフィルタ前後の差圧を検出する差圧センサとして機能する。

【0044】

制御装置３０は、冷却回路１０を制御する電子制御装置である。制御装置３０は、冷却回路１０に設けられた各種センサからの信号に基づいて各種の制御を実行する。制御装置３０には、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８からの信号と、第１圧力センサ１９および第２圧力センサ２０からの信号とが入力される。そして、制御装置３０は各種要求に応じて冷却回路１０を制御する。各種要求としては、電池２の冷却要求、電池２の暖機要求、電池２の均温化要求、冷却回路１０の故障時、フィルタ１５の目詰まり時、フィルタ１５の水分除去時などが挙げられる。

【0045】

また、冷却回路１０では、絶縁性の冷却油によって電池２の発熱部を直接的に冷却するので、冷却油に混入した不純物により電池２で短絡回路が形成されることを防ぐ必要がある。そのために、冷却回路１０は、フィルタ１５によって冷却油に混入した水分や異物などの不純物を除去するように構成されている。そして、フィルタ１５を使用した異物除去方法では、水分や異物がフィルタ１５に詰まることで冷却油の圧力損失が増大する。この圧損増加による冷却油の流量低下や冷却回路１０の耐圧を超えることを防止するための制御が制御装置３０により実行される。制御装置３０は電池２の冷却性能や冷却回路１０の安全性を確保するために、各種要求に応じて、フィルタ詰まり時制御や、故障時制御や、水分除去制御などを実行する。

【0046】

図２は、フィルタ詰まり時制御を示すフローチャート図である。図２に示す制御は、制御装置３０により実行される。

【0047】

制御装置３０は、オイルポンプ１１が駆動中にフィルタ前後の圧力差が閾値Ａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１では、フィルタ１５を通過するように冷却油が流れている循環状態において、フィルタ１５の目詰まりによる圧力上昇に対して冷却回路１０の破裂を防止するための制御が必要であるか否かが判定される。制御装置３０は、冷却回路１０の耐圧を超えないように回路破損を防止するための制御を実行可能である。そのため、制御装置３０は、第１圧力センサ１９により検出した圧力と第２圧力センサ２０により検出した圧力とに基づいてフィルタ前後の圧力差を算出し、その圧力差が閾値Ａよりも大きいか否かを判定する。閾値Ａは、冷却回路１０の破裂を防止するために設定された閾値である。

【0048】

オイルポンプ１１が駆動中にフィルタ前後の圧力差が閾値Ａよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、バイパス制御を実行する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、制御装置３０が切替弁１４を制御することにより、冷却油がバイパス通路１６を流れるように制御される。ステップＳ１０２において切替弁１４は、冷却油が流れる経路をフィルタ側通路４５からバイパス通路１６へと切り替える。ステップＳ１０２の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0049】

オイルポンプ１１が駆動中にフィルタ前後の圧力差が閾値Ａよりも大きくないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、制御装置３０は、オイルポンプ１１が駆動中にフィルタ前後の圧力差が閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、冷却回路１０の耐圧を超えないものの（回路破損はしないものの）冷却油の流量が減った状態であるか否かが判定される。閾値Ｂは、閾値Ａよりも小さい値に設定されている。この閾値Ｂは、冷却油の流量が減った状態になることを防止するために設定された閾値である。制御装置３０は、ステップＳ１０１で算出したフィルタ前後の圧力差を用いてステップＳ１０３の判定処理を行う。

【0050】

オイルポンプ１１が駆動中にフィルタ前後の圧力差が閾値Ｂよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、電池２の温度が上昇しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４では、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８により検出した冷却油の温度に基づいて電池２の入側と出側との油温差を算出し、その油温差が大きい場合に電池２の温度が上昇していると判定される。この場合、電池２の入側での油温は電池２の出側での油温よりも低い。

【0051】

電池２の温度が上昇していると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、電池２の冷却要求があると判断してバイパス制御を実行する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では、制御装置３０が切替弁１４を制御して、冷却油がバイパス通路１６を流れるように制御される。ステップＳ１０５において切替弁１４は、冷却油が流れる経路をフィルタ側通路４５からバイパス通路１６へと切り替える。ステップＳ１０５の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0052】

電池２の温度が上昇していないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。この場合、制御装置３０は、電池２の暖機要求時あるいは電池２の温度を均一にするための要求時（均温化要求時）であると判断し、バイパス制御を実行しない。

【0053】

オイルポンプ１１が駆動中にフィルタ前後の圧力差が閾値Ｂよりも大きくないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御装置３０は、通常の冷却状態において電池２の温度が上昇しているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６では、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８により検出した冷却油の温度に基づいて電池２の入側と出側との油温差を算出し、その油温差が大きい場合に電池２の温度が上昇していると判定される。

【0054】

通常の冷却状態において電池２の温度が上昇している状態であると判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、冷却油が冷却回路１０を循環した履歴があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７では、所定時間内にオイルポンプ１１が駆動した履歴があるか否かが判定される。例えば、オイルポンプ１１が駆動中の場合にはステップＳ１０７において肯定的に判定される。

【0055】

冷却油が冷却回路１０を循環した履歴があると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、バイパス制御を実行する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８では、制御装置３０が切替弁１４を制御して、冷却油がバイパス通路１６を流れるように制御される。ステップＳ１０８において切替弁１４は、冷却油が流れる経路をフィルタ側通路４５からバイパス通路１６へと切り替える。ステップＳ１０８の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0056】

冷却油が冷却回路１０を循環した履歴がないと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御装置３０は、通常制御を実行する（ステップＳ１０９）。また、ステップＳ１０６において通常の冷却状態において電池２の温度が上昇している状態ではないと判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御ルーチンはステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0057】

図３は、故障時制御を示すフローチャート図である。図３に示す制御は、制御装置３０により実施される。

【0058】

制御装置３０は、オイルポンプ１１が駆動しているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１では、オイルポンプ１１の駆動Ｄｕｔｙに基づいてポンプ駆動が判定される。ステップＳ２０１において制御装置３０は、電池２の冷却要求や、電池２の暖機要求や、電池２の均温化要求などの各種要求があるか否かを判定する。

【0059】

オイルポンプ１１が駆動していないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

【0060】

オイルポンプ１１が駆動していると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、オイルポンプ１１が冷却油を吐出する状態に固着したＯＮ固着状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２では、オイルポンプ１１の駆動状態を検出する信号に基づいて、その信号のＯＮ状態が続くＯＮ固着であるか否かが判定される。

【0061】

オイルポンプ１１がＯＮ固着状態にあると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、バイパス制御を実行する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３では、制御装置３０が切替弁１４を制御して、冷却油がバイパス通路１６を流れるように制御される。ステップＳ２０３において切替弁１４は、冷却油が流れる経路をフィルタ側通路４５からバイパス通路１６へと切り替える。ステップＳ２０３の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0062】

オイルポンプ１１がＯＮ固着状態ではないと判定された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、制御装置３０は、冷却油の温度が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４では、冷却油の温度を用いて低温判定が行われる。この場合、フィルタ１５の温度が低温になっているか否かが判定される。ステップＳ２０４において制御装置３０は第２温度センサ１８で検出した油温を用いて、電池２の出側での冷却油の温度Ｔ_outが閾値よりも低いか否かを判定する。

【0063】

冷却油の温度が閾値未満であると判定された場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、フィルタ１５による冷却油の圧力損失が大きいか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５において、制御装置３０はフィルタ前後の圧力差が閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ２０５では、冷却回路１０の耐圧を超えないものの（回路破損はしないものの）冷却油の流量が減った状態であるか否かが判定される。閾値Ｂは、図２に示すステップＳ１０３で用いた閾値である。制御装置３０は、第１圧力センサ１９により検出した圧力と第２圧力センサ２０により検出した圧力とに基づいてフィルタ前後の圧力差を算出し、その圧力差が閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。

【0064】

フィルタ１５による冷却油の圧力損失が大きいと判定された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、フィルタ１５の凍結を防止するための処理を要求し（ステップＳ２０６）、バイパス制御を実行する（ステップＳ２０７）。

【0065】

ステップＳ２０６において凍結防止処理が要求されると、フィルタ１５にモータ冷却液やエンジン冷却水が供給される。モータ冷却液の熱やエンジン冷却水の熱をフィルタ１５に与えることができる。例えばモータ冷却液が循環する回路には、フィルタ１５にモータ冷却液を供給するためのバイパス回路が設けられている。また、エンジン冷却水が循環する回路には、フィルタ１５にエンジン冷却水を供給するためのバイパス回路が設けられている。凍結防止処理の要求がある場合、このバイパス回路をモータ冷却液やエンジン冷却水が流れるように制御される。モータ冷却液は、モータを冷却するとともにパワーコントロールユニットを冷却する冷却液である。なお、電池冷却装置１がハイブリッド車両（ＨＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）に搭載されている場合には、凍結防止処理を実施しても冷却油の圧力損失が下がらないと判定された場合や、凍結防止機能がない場合には、電池２の冷却要求がある時に冷却油の圧力損失が大きいと判定された際に、電池負荷の低減要求を行い、冷却要求を回避する。すなわち、モータ運転に伴う電池２の負荷を下げてエンジン運転を優先する。

【0066】

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６におけるフィルタ１５の凍結を防止するための制御を実行中、バイパス制御が実行される。制御装置３０が切替弁１４を制御して、冷却油がバイパス通路１６を流れるように制御される。ステップＳ２０７において切替弁１４は、冷却油が流れる経路をフィルタ側通路４５からバイパス通路１６へと切り替える。

【0067】

ステップＳ２０７によるバイパス制御を実行後、制御装置３０は、バイパス制御を開始してから所定時間が経過した否かを判定する（ステップＳ２０８）。

【0068】

バイパス制御を開始してから所定時間が経過していないと判定された場合（ステップＳ２０８：Ｎｏ）、この制御ルーチンはステップＳ２０８にリターンする。つまり、制御装置３０は、凍結防止制御中はバイパス制御を継続する。

【0069】

バイパス制御を開始してから所定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ２０８：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、バイパス制御を終了する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０９では、バイパス通路１６によるバイパスが解除される。制御装置３０が切替弁１４を制御して、冷却油がフィルタ側通路４５を流れるように制御される。ステップＳ２０９において切替弁１４は、冷却油が流れる経路をバイパス通路１６からフィルタ側通路４５へと切り替える。ステップＳ２０９の処理を実施すると、この制御ルーチンはステップＳ２０５にリターンする。

【0070】

フィルタ１５による冷却油の圧力損失が大きくないと判定された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、制御装置３０は、通常制御を実行する（ステップＳ２１０）。また、冷却油の温度が閾値未満ではないと判定された場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、この制御ルーチンはステップ２１０に進む。ステップＳ２１０の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0071】

図４は、水分除去制御を示すフローチャート図である。図４に示す制御は、制御装置３０により繰り返し実行される。

【0072】

制御装置３０は、オイルポンプ１１が駆動しているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ステップ３０１では、オイルポンプ１１の駆動Ｄｕｔｙに基づいてポンプ駆動が判定される。制御装置３０は、電池２の冷却要求や、電池２の暖機要求や、電池２の均温化要求などの各種要求があるか否かを判定する。

【0073】

オイルポンプ１１が駆動していないと判定された場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、この制御ルーチンは終了する。

【0074】

オイルポンプ１１が駆動していると判定された場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、フィルタ１５による冷却油の圧力損失が大きいか否かを判定する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２において、制御装置３０はフィルタ前後の圧力差が閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３０２では、冷却回路１０の耐圧を超えないものの（回路破損はしないものの）冷却油の流量が減った状態であるか否かが判定される。閾値Ｂは、図２に示すステップＳ１０３で用いた閾値である。制御装置３０は、第１圧力センサ１９により検出した圧力と第２圧力センサ２０により検出した圧力とに基づいてフィルタ前後の圧力差を算出し、その圧力差が閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。

【0075】

フィルタ１５による冷却油の圧力損失が大きいと判定された場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、フィルタ１５の水分を除去するための制御を実行した回数が所定回数未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３では、所定時間内における水分除去制御の実行回数が、所定回数未満であるか否かが判定される。

【0076】

所定時間内における水分除去制御の実行回数が所定回数未満であると判定された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、電池２の冷却要求があるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４では、電池２の温度が上昇しているか否かが判定される。ステップＳ３０４において制御装置３０は、第１温度センサ１７および第２温度センサ１８により検出した冷却油の温度に基づいて電池２の入側と出側との油温差を算出し、その油温差が大きい場合に電池２の温度が上昇していると判定する。この場合、電池２の入側での油温は電池２の出側での油温よりも低い。

【0077】

電池２の冷却要求があると判定された場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、制御装置３０は、水分除去制御として、バイパスによる間欠運転を実施する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５では、冷却油がフィルタ側通路４５を流れる状態から冷却油がバイパス通路１６を流れる状態へと間欠的に切り替えられる。制御装置３０は切替弁１４を制御して、冷却油が流れる経路をバイパス通路１６に間欠的に切り替える。冷却油がバイパス通路１６を間欠的に流れるように切替弁１４の開閉が間欠的に切り替えられる。バイパスによる間欠運転が実施されると冷却油がフィルタ１５を通過しない時間が発生するため、その間に、フィルタ表面に付着していた水分が自然とフィルタ下部の容器へ移動する。水分除去制御として切替弁１４の接続状態を間欠的に切り替える制御が実行される場合、オイルポンプ１１の駆動状態は変更されない。ステップＳ３０５の処理を実施すると、この制御ルーチンはステップＳ３０２にリターンする。

【0078】

電池２の冷却要求がないと判定された場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、制御装置３０は、水分除去制御として、ポンプ駆動による間欠運転を実施する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６では、オイルポンプ１１の駆動Ｄｕｔｙが間欠的に低くなるようにオイルポンプ１１が制御される。制御装置３０はオイルポンプ１１を制御して、オイルポンプ１１を間欠運転させる。ポンプ駆動による間欠運転が実施されるとフィルタ１５を通過する冷却油の流量が低下する時間が発生するため、その間に、フィルタ表面に付着していた水分が自然とフィルタ下部の容器へ移動する。水分除去制御としてオイルポンプ１１の駆動状態を間欠的に切り替える制御が実行される場合、切替弁１４の接続状態は変更されない。ステップＳ３０６の処理を実施すると、この制御ルーチンはステップＳ３０２にリターンする。

【0079】

フィルタ１５による冷却油の圧力損失が大きいと判定されない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、制御装置３０は、通常制御を実行する（ステップＳ３０７）。ステップ３０７の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

【0080】

所定時間内における水分除去制御の実行回数が所定回数以上であると判定された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、制御装置３０は、所定回数の制御を実行したもののフィルタ１５において異物による目詰まりが発生していると判断し、フィルタ詰まり時制御を実行する（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０８において、フィルタ詰まり時制御に移行する。例えば図２に示すフィルタ詰まり時制御に移行する。ステップＳ３０８においてフィルタ詰まり時制御に移行すると、この制御ルーチンは終了する。

【0081】

図５は、水分除去制御を実施した際の状態を示すタイムチャート図である。図５には、水分除去制御としてバイパスによる間欠運転を実施した場合と、水分除去制御としてポンプ駆動による間欠運転を実施した場合とが示されている。

【0082】

フィルタ１５による冷却油の圧力損失が閾値Ｂよりも大きいと判定された場合において、電池２の温度が冷却要求閾値よりも高いと判定された場合には、電池２の冷却要求があると判断され、バイパスによる間欠運転が実施される。この場合、制御装置３０は切替弁１４に出力する指示信号を間欠的にＯＮに切り替える。指示信号がＯＮの場合はバイパス通路１６を冷却油が流れる。指示信号がＯＦＦの場合はフィルタ側通路４５を冷却油が流れる。バイパスによる間欠運転が実施され、フィルタ表面の水分が除去された後はフィルタ１５を通過する状態における冷却油の圧力損失が減少する。

【0083】

一方、フィルタ１５による冷却油の圧力損失が閾値Ｂよりも大きいと判定された場合において、電池２の温度が冷却要求閾値以下であると判定された場合には、電池２の冷却要求はないと判断され、ポンプ駆動による間欠運転が実施される。この場合、制御装置３０はオイルポンプ１１の駆動Ｄｕｔｙが間欠的に低下させる。駆動Ｄｕｔｙが高い場合には冷却油の流量が増加し、駆動Ｄｕｔｙが低い場合には冷却油の流量が減少する。ポンプ駆動による間欠運転が実施され、フィルタ表面の水分が除去された後はフィルタ１５を通過する状態における冷却油の圧力損失が減少する。

【0084】

以上説明した通り、実施形態によれば、各種要求に応じてバイパス通路１６を使用して電池２の冷却性能と冷却回路１０の安全性を確保することができる。これにより、電池２を冷却する冷却油がフィルタ１５を通過可能に構成された冷却回路１０において電池２の冷却効果を確保することができる。

【0085】

なお、電池冷却装置１は、第１圧力センサ１９と第２圧力センサ２０とを含む構成に限定されない。例えば電池冷却装置１は圧力センサを用いずに冷却回路１０における冷却油の圧力損失を検出するように構成することが可能である。

【0086】

変形例の電池冷却装置１では、第１温度センサ１７と第２温度センサ１８とにより検出した冷却油の温度を用いてフィルタ１５の目詰まりを検出する。その際、電池２の入側と出側との冷却油の温度差に基づいて、フィルタ１５の目詰まりを検出する。この検出方法が図６に示されている。

【0087】

図６に示すように、電池２の入側での冷却油の温度Ｔ_inと電池２の出側での冷却油の温度Ｔ_outとの温度差ΔＴ１は、電池２の温度Ｔ２と相関関係にある。電池２の温度Ｔ２は、電池モジュールにおける複数の電池セルの温度の平均値である。そして、冷却油の温度差ΔＴ１と電池２の温度Ｔ２とは比例関係にある。そのため、電池２の温度Ｔ２を温度センサにより検出しなくても、冷却油の温度差ΔＴ１に基づいて電池２の温度上昇を検出することができる。すなわち、電池２の冷却要求や電池２の暖機要求や電池２の均温化要求などの各種要求の有無を、冷却油の温度差ΔＴ１を用いて判定することが可能である。

【0088】

そのため、電池２の急速充電時（定電流条件）に、オイルポンプ１１における所定ポンプ揚程ごとに、冷却油の温度差ΔＴ１と電池２の温度Ｔ２との適合や学習を行う。そして、フィルタ１５の目詰まりによる冷却油の圧力損失の増加で冷却油の流量が低下することを、冷却油の温度差ΔＴ１が大きくなることにより検出する。冷却油の温度差ΔＴ１が大きいと判定した場合には、フィルタ１５で目詰まりが発生していると判定する。

【符号の説明】

【0089】

１ 電池冷却装置
２ 電池
１０ 冷却回路
１１ オイルポンプ
１２ 熱交換器
１３ リザーバタンク
１４ 切替弁
１５ フィルタ
１６ バイパス通路
１７ 第１温度センサ
１８ 第２温度センサ
１９ 第１圧力センサ
２０ 第２圧力センサ
３０ 制御装置
４１ 第１通路
４２ 第２通路
４３ 第３通路
４４ 第４通路
４５ フィルタ側通路
４６ 合流点
４７ 第５通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】