特開 2024-147928 電池冷却装置及びその制御方法

(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】P2024147928

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】電池冷却装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/633 20140101AFI20241009BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241009BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20241009BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20241009BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20241009BHJP

   H01M 10/635 20140101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

H01M10/633

H01M10/613

H01M10/6556

H01M10/6568

H01M10/625

H01M10/635

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023060683

(22)【出願日】2023-04-04

(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

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】後藤 雄太郎

(72)【発明者】

【氏名】秋田 賢二

【テーマコード（参考）】

5H031

【Ｆターム（参考）】

5H031AA09

5H031HH06

5H031KK08

(57)【要約】

【課題】電池を冷却する際の冷却能力、及びエネルギ効率を、外気温度や車両状況に応じて最大化可能な電池冷却装置を実現する。
【解決手段】本開示の一形態に係る電池冷却装置（１）は、電池（２）、ラジエータ（３）、チラー（５）の順で直列的に冷媒が流通する第１の流路と、ラジエータ（３）を迂回するように、電池（２）とチラー（５）とを接続する第１の迂回流路（８）と、第１の流路と第１の迂回流路（８）との分岐部に配置される第１の三方弁（９）と、電池（２）から流出する冷媒の温度を検出する第１の検出部（１３）と、外気温度を検出する第２の検出部（１４）と、電池（２）から流出する冷媒の温度が外気温度以下の場合、第１の迂回流路（８）を介して電池（２）、チラー（５）の順で直列的に冷媒が流通する第２の流路で冷媒が流通するように、第１の三方弁（９）を制御する制御部（１７）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池、ラジエータ、チラーの順で直列的に冷媒が流通する第１の流路と、
前記ラジエータを迂回するように、前記電池の冷媒流出側と前記チラーの冷媒流入側とを接続する第１の迂回流路と、
前記第１の流路と前記第１の迂回流路との分岐部に配置される第１の三方弁と
前記電池から流出する冷媒の温度を検出する第１の検出部と、
外気温度を検出する第２の検出部と、
前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度以下の場合、前記第１の迂回流路を介して前記電池、前記チラーの順で直列的に前記冷媒が流通する第２の流路で当該冷媒が流通するように、前記第１の三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高い場合、前記冷媒が前記ラジエータに流入するように、前記第１の三方弁を制御する制御部と、
を備える、電池冷却装置。

【請求項2】

前記電池に流入する冷媒の温度を検出する第３の検出部と、
前記チラーを迂回するように、前記ラジエータの冷媒流出側と前記電池の冷媒流入側とを接続する第２の迂回流路と、
前記第１の流路と前記第２の迂回流路との分岐部に配置される第２の三方弁と、
を備え、
前記制御部は、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が予め設定された第１の閾値以上場合、前記第２の流路及び前記第２の迂回流路を介して前記電池、前記ラジエータの順で直列的に前記冷媒が流通する第３の流路で当該冷媒が流通するように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が前記第１の閾値に比べて低い場合、前記第２の流路のみで前記冷媒が流通しないように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御する、請求項１に記載の電池冷却装置。

【請求項3】

前記ラジエータから流出する冷媒の温度を検出する第４の検出部と、
前記チラーを迂回するように、前記ラジエータの冷媒流出側と前記電池の冷媒流入側とを接続する第２の迂回流路と、
前記第１の流路と前記第２の迂回流路との分岐部に配置される第２の三方弁と、
を備え、
前記制御部は、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記ラジエータから流出する冷媒の温度が予め設定された第２の閾値に対して高い場合、前記第１の流路で前記冷媒が流通するように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記ラジエータから流出する冷媒の温度が前記第２の閾値以下の場合、前記第２の流路及び前記第２の迂回流路を介して前記電池、前記ラジエータの順で直列的に前記冷媒が流通する第３の流路で当該冷媒が流通するように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御する、請求項１又は２に記載の電池冷却装置。

【請求項4】

前記電池に流入する冷媒の温度を検出する第３の検出部と、
前記ラジエータから流出する冷媒の温度を検出する第４の検出部と、
前記チラーを迂回するように、前記ラジエータの冷媒流出側と前記電池の冷媒流入側とを接続する第２の迂回流路と、
前記第１の流路と前記第２の迂回流路との分岐部に配置される第２の三方弁と、
前記冷媒を流通させるためのポンプと、
を備え、
前記制御部は、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が予め設定された第１の閾値以上の場合、前記第２の流路及び前記第２の迂回流路を介して前記電池、前記ラジエータの順で直列的に前記冷媒が流通する第３の流路で当該冷媒が流通するように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が前記第１の閾値に比べて低く、前記ラジエータから流出する冷媒の温度が予め設定された第２の閾値に対して高い場合、前記第１の流路で前記冷媒が流通するように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が前記第１の閾値に比べて低く、前記ラジエータから流出する冷媒の温度が前記第２の閾値以下の場合、前記第２の流路及び前記第３の流路で前記冷媒が流通するように、前記第１の三方弁及び前記第２の三方弁を制御し、
前記ポンプは、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が前記第１の閾値以上の場合での前記冷媒の流量を、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度以下に対して高く、且つ前記電池に流入する冷媒の温度が前記第１の閾値に比べて低く、前記ラジエータから流出する冷媒の温度が前記第２の閾値以下の場合での前記冷媒の流量に比べて多くする、請求項１に記載の電池冷却装置。

【請求項5】

電池、ラジエータ、チラーの順で直列的に冷媒が流通する第１の流路と、
前記ラジエータを迂回するように、前記電池の冷媒流出側と前記チラーの冷媒流入側とを接続する迂回流路と、
前記第１の流路と前記迂回流路との分岐部に配置される三方弁と
前記電池から流出する冷媒の温度を検出する第１の検出部と、
外気温度を検出する第２の検出部と、
を備える電池冷却装置の制御方法であって、
前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度以下の場合、前記迂回流路を介して前記電池、前記チラーの順で直列的に前記冷媒が流通する第２の流路で当該冷媒が流通するように、前記三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高い場合、前記冷媒が前記ラジエータに流入するように、前記三方弁を制御する、電池冷却装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電池冷却装置及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１の冷却装置は、電池を冷却するために冷媒が流通する第１の流路と、インバータを冷却するために冷媒が流通する第２の流路と、外気温度が予め設定された閾値に対して低い場合、第１の流路と第２の流路とが同一回路となるように接続する切り替えバルブと、を備えている。

【0003】

このとき、特許文献１の冷却装置において、第１の流路と第２の流路とが同一流路となるように接続された場合、電池、ラジエータ、チラーの順で直列的に冷媒が流通する流路が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１８８０９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本出願人は、以下の課題を見出した。このように電池、ラジエータ、チラーの順で直列的に冷媒が流通する流路において、外気温度が上昇した際にラジエータが受熱して、電池を冷却する際のエネルギ効率が低下し、またラジエータでの冷却が有効な外気温度、冷媒温度条件下においても、一度冷却された冷媒をチラーに導入するとエネルギ効率は向上する一方で、チラー入口の冷媒温度が下がる為、最大能力を発揮できない条件があるなど課題を有する。

【0006】

本開示は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、電池を冷却する際の冷却能力、及びエネルギ効率を、外気温度や車両状況に応じて最大化可能な電池冷却装置及びその制御方法を実現する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る電池冷却装置は、
電池、ラジエータ、チラーの順で直列的に冷媒が流通する第１の流路と、
前記ラジエータを迂回するように、前記電池の冷媒流出側と前記チラーの冷媒流入側とを接続する第１の迂回流路と、
前記第１の流路と前記第１の迂回流路との分岐部に配置される第１の三方弁と
前記電池から流出する冷媒の温度を検出する第１の検出部と、
外気温度を検出する第２の検出部と、
前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度以下の場合、前記第１の迂回流路を介して前記電池、前記チラーの順で直列的に前記冷媒が流通する第２の流路で当該冷媒が流通するように、前記第１の三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高い場合、前記冷媒が前記ラジエータに流入するように、前記第１の三方弁を制御する制御部と、
を備える。

【0008】

本開示の一態様に係る電池冷却装置の制御方法は、
電池、ラジエータ、チラーの順で直列的に冷媒が流通する第１の流路と、
前記ラジエータを迂回するように、前記電池の冷媒流出側と前記チラーの冷媒流入側とを接続する迂回流路と、
前記第１の流路と前記迂回流路との分岐部に配置される三方弁と
前記電池から流出する冷媒の温度を検出する第１の検出部と、
外気温度を検出する第２の検出部と、
を備える電池冷却装置の制御方法であって、
前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度以下の場合、前記迂回流路を介して前記電池、前記チラーの順で直列的に前記冷媒が流通する第２の流路で当該冷媒が流通するように、前記三方弁を制御し、前記電池から流出する冷媒の温度が前記外気温度に対して高い場合、前記冷媒が前記ラジエータに流入するように、前記三方弁を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、電池を冷却する際の冷却能力、及びエネルギ効率を、外気温度や車両状況に応じて最大化可能な電池冷却装置及びその制御方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１の電池冷却装置における直列モードを説明するための図である。

【図2】実施の形態１の電池冷却装置におけるチラーモードを説明するための図である。

【図3】実施の形態１の電池冷却装置における並列モードを説明するための図である。

【図4】実施の形態１の電池冷却装置を用いて電池を冷却する際の制御部の処理の流れを示すフローチャート図である。

【図5】チラーの冷却能力とラジエータから流出する冷媒の温度との関係を示す図である。

【図6】実施の形態２の電池冷却装置におけるラジエータモードを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本開示が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

【0012】

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態の電池冷却装置の構成を説明する。図１は、本実施の形態の電池冷却装置における直列モードを説明するための図である。本実施の形態の電池冷却装置１は、例えば、ハイブリッド車両や電動車両などの車両に搭載される電池２を冷却するために好適である。

【0013】

電池冷却装置１は、図１に示すように、ラジエータ３、第１の接続管４、チラー５、第２の接続管６、第３の接続管７、第１の迂回流路８、第１の三方弁９、第２の迂回流路１０、第２の三方弁１１、ポンプ１２、第１の検出部１３、第２の検出部１４、第３の検出部１５、第４の検出部１６及び制御部１７を備えており、後述するように冷媒が流通することで電池２が冷却される構成とされている。

【0014】

電池２は、例えば、車両に搭載されるバッテリであり、液体状又は気体状の冷媒が流通可能な構成とされている。ラジエータ３は、例えば、外気との熱交換によって冷媒を冷却する。第１の接続管４は、図１に示すように、電池２の冷媒流出側とラジエータ３の冷媒流入側とを接続する。

【0015】

チラー５は、例えば、車両に搭載される空調装置内を循環する空調冷媒と冷媒とを熱交換する。チラー５には、例えば、車両に搭載される空調装置の空調冷媒がコンプレッサなどによって供給される。第２の接続管６は、図１に示すように、ラジエータ３の冷媒流出側とチラー５の冷媒流入側とを接続する。

【0016】

第３の接続管７は、図１に示すように、チラー５の冷媒流出側と電池２の冷媒流入側とを接続する。これにより、電池２と、第１の接続管４と、ラジエータ３と、第２の接続管６と、チラー５と、第３の接続管７と、が直列的に接続された第１の流路が形成されている。

【0017】

第１の迂回流路８は、図１に示すように、ラジエータ３を迂回するように、電池２の冷媒流出側とチラー５の冷媒流入側とを接続する。つまり、第１の迂回流路８は、ラジエータ３を迂回するように、第１の接続管４から分岐し、第２の接続管６に接続されている。

【0018】

第１の三方弁９は、第１の接続管４と第１の迂回流路８との分岐部に配置されている。第１の三方弁９は、第１の接続管４における第１の三方弁９からラジエータ３までの部分への接続、第１の迂回流路８への接続、又は第１の接続管４における第１の三方弁９からラジエータ３までの部分及び第１の迂回流路８の双方への接続を切り換える。

【0019】

但し、第１の三方弁９は、三方以上の多方向弁であればよく、このことより、本開示での「三方」とは、少なくとも３つの接続ポートを備えているとの意味である。これにより、電池２と、第１の接続管４と、第１の迂回流路８と、第２の接続管６と、チラー５と、第３の接続管７と、が直列的に接続された第２の流路が形成されている。

【0020】

第２の迂回流路１０は、図１に示すように、チラー５を迂回するように、ラジエータ３の冷媒流出側と電池２の冷媒流入側とを接続する。つまり、第２の迂回流路１０は、チラー５を迂回するように、第２の接続管６から分岐し、第３の接続管７に接続されている。第２の三方弁１１は、第２の接続管６と第２の迂回流路１０との分岐部に配置されている。

【0021】

第２の三方弁１１は、第２の接続管６における第２の三方弁１１からチラー５までの部分への接続、又は第２の迂回流路１０への接続を切り換える。これにより、電池２と、第１の接続管４と、ラジエータ３と、第２の迂回流路１０と、第３の接続管７と、が直列的に接続される第３の流路が形成されている。

【0022】

ポンプ１２は、上述の第１の流路、第１の迂回流路８及び第２の迂回流路１０の内部に充填された冷媒を流通（循環）させる。ポンプ１２は、例えば、図１に示すように、第１の接続管４に設けられている。これにより、第１の流路では、冷媒が電池２、第１の接続管４、ラジエータ３、第２の接続管６、チラー５、第３の接続管７の順で直列的に流通する。

【0023】

第２の流路では、冷媒が電池２、第１の接続管４、第１の迂回流路８、第２の接続管６、チラー５、第３の接続管７の順で直列的に流通する。第３の流路では、冷媒が電池２、第１の接続管４、ラジエータ３、第２の迂回流路１０、第３の接続管７の順で直列的に流通する。

【0024】

第１の検出部１３は、電池２から流出する冷媒の温度を検出する。第１の検出部１３は、例えば、図１に示すように、第１の接続管４における第１の三方弁９に対して電池２の側に設けられているとよい。

【0025】

第２の検出部１４は、外気温度を検出する。第３の検出部１５は、電池２に流入する冷媒の温度を検出する。第３の検出部１５は、例えば、図１に示すように、第３の接続管７における電池２の近傍に設けられているとよい。

【0026】

第４の検出部１６は、ラジエータ３から流出する冷媒の温度を検出する。第４の検出部１６は、例えば、図１に示すように、第２の接続管６における第２の三方弁１１に対してラジエータ３の側に設けられているとよい。これらの第１の検出部１３、第２の検出部１４、第３の検出部１５及び第４の検出部１６は、検出結果を制御部１７に出力する。

【0027】

制御部１７は、詳細は後述するが、第１の検出部１３、第２の検出部１４、第３の検出部１５及び第４の検出部１６の検出結果に基づいて、チラー５に空調冷媒を供給するためのコンプレッサ、第１の三方弁９、第２の三方弁１１及びポンプ１２を制御する。

【0028】

ここで、図２は、本実施の形態の電池冷却装置におけるチラーモードを説明するための図である。図３は、本実施の形態の電池冷却装置における並列モードを説明するための図である。なお、図１から図３では、一点鎖線によって各モードで冷媒が流通する流路を示している。

【0029】

制御部１７は、第１の三方弁９及び第２の三方弁１１を制御することで、図１に示す冷媒を第１の流路のみに流通させる直列モードと、図２に示す冷媒を第２の流路のみに流通させるチラーモードと、図３に示す冷媒を第２の流路と第３の流路とに流通させる並列モードと、を切り換える。

【0030】

次に、本実施の形態の電池冷却装置１を用いて電池２を冷却する際の制御部の処理の流れを説明する。図４は、本実施の形態の電池冷却装置を用いて電池を冷却する際の制御部の処理の流れを示すフローチャート図である。

【0031】

先ず、制御部１７は、例えば、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）から電池冷却要求を示す情報を取得したか否か判定する（Ｓ１）。例えば、車両のＡＣＣ（Accessory）電源がＯＮ状態になった場合、制御部１７は、ＥＣＵから電池冷却要求を示す情報を取得する。

【0032】

電池冷却要求を示す情報を取得しなかった場合（Ｓ１のＮＯ）、制御部１７は、電池２の冷却を停止した状態を維持する（Ｓ２）。一方、電池冷却要求を示す情報を取得した場合（Ｓ１のＹＥＳ）、制御部１７は、電池２から流出する冷媒の温度ｔ１の検出結果を示す情報を第１の検出部１３から取得すると共に、外気温度の検出結果を示す情報を第２の検出部１４から取得する。そして、制御部１７は、電池２から流出する冷媒の温度ｔ１が外気温度に対して高いか否かを判定する（Ｓ３）。

【0033】

電池２から流出する冷媒の温度ｔ１が外気温度以下の場合（Ｓ３のＮＯ）、制御部１７は、図２に示すチラーモードで第２の流路を冷媒が流通するように、第１の三方弁９及び第２の三方弁１１を制御する（Ｓ４）。これにより、ラジエータ３での受熱を抑制することができ、電池２を冷却する際のエネルギ効率の低下を抑制することができる。

【0034】

一方、電池２から流出する冷媒の温度ｔ１が外気温度に対して高い場合（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部１７は、電池２に流入する冷媒の温度ｔ２の検出結果を示す情報を第３の検出部１５から取得し、電池２に流入する冷媒の温度ｔ２が予め設定された第１の閾値に対して低いか否かを判定する。

【0035】

ここで、電池の発熱量Ｑは、以下の＜式１＞で導き出すことができる。
＜式１＞ Ｑ＝ΔＴ／Ｒ
但し、Ｒは、電池２の電極部分や電池２を構成するセルの冷却熱抵抗である。ΔＴは、冷却熱抵抗に基づいて電池２の許容温度Ｔｃに対して電池２に流入する冷媒の温度ｔ２が確保しておく必要がある温度差である。

【0036】

つまり、電池２の許容温度Ｔｃは、以下の＜式２＞を満たす必要がある。
＜式２＞ ｔ２＋ΔＴ＜Ｔｃ
そのため、電池２に流入する冷媒の温度ｔ２は、以下の＜式３＞を満たす必要がある。
＜式３＞ ｔ２＜Ｔｃ－Ｑ×Ｒ

【0037】

そこで、本実施の形態では、電池２に流入する冷媒の温度ｔ２が第１の閾値であるＴｃ－Ｑ×Ｒに対して低いか否かを判定する（Ｓ５）。ここで、電池２の許容温度Ｔｃは、電池２の電流値や当該電池２の温度から推定される抵抗値などに応じて、変化する値である。

【0038】

電池２に流入する冷媒の温度ｔ２が第１の閾値以上の場合（Ｓ５のＮＯ）、電池２の発熱量が非常に多い可能性があり、電池冷却装置１に高い冷却能力を発揮させる必要があるため、制御部１７は、図３に示す並列モードで第２の流路及び第３の流路を冷媒が流通するように、第１の三方弁９及び第２の三方弁１１を制御する（Ｓ６）。

【0039】

これにより、第２の流路で冷媒がチラー５によって冷却されると共に、第３の流路で冷媒がラジエータ３によって冷却される。そのため、電池冷却装置１は、大きな冷却能力を発揮することができる。

【0040】

このとき、詳細は後述するが、冷媒が高温状態であるため、ラジエータ３での冷却によるチラー５の冷却能力の目減りを抑制することができ、チラー５に高い冷却能力を発揮させることができる。そのため、ラジエータ３での冷却とチラー５での冷却との総合的なエネルギ効率の低下を抑制することができる。

【0041】

一方、電池２に流入する冷媒の温度ｔ２が第１の閾値に対して低い場合（Ｓ５のＹＥＳ）、制御部１７は、ラジエータ３から流出する冷媒の温度ｔ３の検出結果を示す情報を第４の検出部１６から取得し、ラジエータ３から流出する冷媒の温度ｔ３が予め設定された第２の閾値に対して高いか否かを判定する。この場合、Ｓ５のＮＯの場合に比べて、電池２の発熱量が少なく、電池冷却装置１に低い冷却能力を発揮させればよい。

【0042】

ここで、図５は、チラーの冷却能力とラジエータから流出する冷媒の温度との関係を示す図である。図５に示すように、例えば、ラジエータ３によって冷却された冷媒の温度ｔ３がｔ＿ｔｈより低くなるのに従って、チラー５の冷却能力が目減りする。

【0043】

これは、チラー５に流入する冷媒がラジエータ３で既に冷却されているため、チラー５に供給される空調冷媒と冷媒との温度差が少なくなり、チラー５の冷却能力が十分に発揮されなくなるためである。そこで、本実施の形態では、ラジエータ３から流出する冷媒の温度ｔ３が第２の閾値であるｔ＿ｔｈより高いか否かを判定する（Ｓ７）。

【0044】

ラジエータ３から流出する冷媒の温度ｔ３が第２の閾値より高い場合（Ｓ７のＹＥＳ）、ラジエータ３での冷却によるチラー５の冷却能力の目減りを抑制できるため、制御部１７は、図１に示す直列モードで第１の流路を冷媒が流通するように、第１の三方弁９及び第２の三方弁１１を制御する（Ｓ８）。これにより、チラー５の冷却能力の目減りを抑制することができ、電池２を冷却する際のエネルギ効率の低下を抑制することができる。

【0045】

一方、ラジエータ３から流出する冷媒の温度ｔ３が第２の閾値以下の場合（Ｓ７のＮＯ）、制御部１７は、図３に示す並列モードで第２の流路及び第３の流路を冷媒が流通するように、第１の三方弁９及び第２の三方弁１１を制御する（Ｓ９）。このとき、チラー５の冷却能力が目減りするが、その分、チラー５に空調冷媒を供給するコンプレッサの出力を抑制することができ、電池冷却装置１全体でのエネルギ効率の低下を抑制することができる。

【0046】

ここで、制御部１７は、Ｓ９の工程での冷媒の流量に対して、Ｓ６の工程での冷媒の流量が多くなるようにポンプ１２を制御するとよい。これにより、高温となった電池２を確実に冷却することができる。

【0047】

このように本実施の形態の電池冷却装置１及びその制御方法は、電池２から流出する冷媒の温度が外気温度以下の場合、図２に示すチラーモードに制御して第２の流路で冷媒を流通させることができる。これにより、ラジエータ３での受熱を抑制することができ、電池２を冷却する際の冷却能力及びエネルギ効率を、外気温度に応じて最大化可能である。

【0048】

しかも、本実施の形態の電池冷却装置１及びその制御方法は、電池２に流入する冷媒の温度が第１の閾値以上の場合、図３に示す並列モードに制御して第２の流路及び第３の流路で冷媒を流通させることができる。そのため、電池冷却装置１は、大きな冷却能力を車両状況に応じて発揮することができる。

【0049】

このとき、冷媒は高温状態であるため、ラジエータ３での冷却によるチラー５の冷却能力の目減りを抑制することができ、チラー５に高い冷却能力を発揮させることができる。そのため、ラジエータ３での冷却とチラー５での冷却との総合的なエネルギ効率の低下を抑制することができる。

【0050】

また、本実施の形態の電池冷却装置１及びその制御方法は、ラジエータ３から流出する冷媒の温度が第２の閾値より高い場合、図１に示す直列モードに制御して第１の流路で冷媒を流通させることができる。これにより、チラー５の冷却能力の目減りを抑制することができ、電池２を冷却する際のエネルギ効率の低下を車両状況に応じて抑制することができる。

【0051】

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、実施の形態１でのＳ３のＹＥＳの判定後であって、且つＳ５の工程前に、電池２の発熱量が予め設定された第３の閾値以下か否かを制御部１７が判定する工程を備えている。このとき、第３の閾値は、例えば、車両の停車時や当該車両のモータの出力が極めて低い場合などでの電池２の発熱量を設定すればよい。

【0052】

そして、電池２の発熱量が第３の閾値より多い場合、制御部１７は、Ｓ５の工程に移行する。一方、電池２の発熱量が第３の閾値以下の場合、制御部１７は、図６に示すラジエータモードで冷媒が流通するように、第１の三方弁９及び第２の三方弁１１を制御する。なお、図６では、一点鎖線によってラジエータモードで冷媒が流通する流路を示している。

【0053】

ここで、図６に示すラジエータモードは、電池２と、第１の接続管４と、ラジエータ３と、第２の接続管６と、第２の迂回流路１０と、第３の接続管７と、が直列的に接続される第３の流路で冷媒が流通するモードである。つまり、チラー５を用いることなく、ラジエータのみで冷媒を冷却する。

【0054】

これにより、電池２の発熱量が少ない場合、小さなエネルギ消費で効率的に電池２を冷却することができる。このとき、ラジエータファン１８を用いてラジエータ３での熱交換効率を向上させるとよい。

【0055】

本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態では、第２の迂回流路１０や第２の三方弁１１を備えているが、少なくとも電池２から流出する冷媒の温度が外気温度以下の場合、図２に示すチラーモードに制御して第２の流路で冷媒を流通させることができる構成であればよい。また、Ｓ５の工程、Ｓ７の工程、又は電池２の発熱量が第３の閾値以下か否かを判定する工程の一つ又は複数を選択的に実施してもよい。

【符号の説明】

【0056】

１ 電池冷却装置
２ 電池
３ ラジエータ
４ 第１の接続管
５ チラー
６ 第２の接続管
７ 第３の接続管
８ 第１の迂回流路
９ 第１の三方弁
１０ 第２の迂回流路
１１ 第２の三方弁
１２ ポンプ
１３ 第１の検出部
１４ 第２の検出部
１５ 第３の検出部
１６ 第４の検出部
１７ 制御部
１８ ラジエータファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】