特許 7541797 車両、熱交換プレート、及び電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】車両、熱交換プレート、及び電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/633 20140101AFI20240822BHJP

   B60K 1/04 20190101ALI20240822BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240822BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240822BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20240822BHJP

   H01M 10/6556 20140101ALI20240822BHJP

   H01M 10/6568 20140101ALI20240822BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240822BHJP

   B60L 58/26 20190101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

H01M10/633

B60K1/04 Z

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/615

H01M10/6556

H01M10/6568

B60L50/60

B60L58/26

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023090325

(22)【出願日】2023-05-31

(62)【分割の表示】P 2022115784の分割

【原出願日】2019-10-29

(65)【公開番号】P2023115026

(43)【公開日】2023-08-18

【審査請求日】2023-05-31

(31)【優先権主張番号】P 2018238664

(32)【優先日】2018-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】322003857

【氏名又は名称】パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138771

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 将明

(72)【発明者】

【氏名】牧田 祐紀

(72)【発明者】

【氏名】西尾 剛

【審査官】滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０５００００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２７１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－００９１６２４（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２７３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－５５６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２９４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－５９９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－７３４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２０２１７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３５９２１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／６３３

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

Ｈ０１Ｍ １０／６１５

Ｈ０１Ｍ １０／６５５６

Ｈ０１Ｍ １０／６５６８

Ｂ６０Ｌ ５０／６０

Ｂ６０Ｌ ５８／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と、前記第１面と反対の第２面を有し、
前記第１面と前記第２面の間において冷却液を循環させる冷却液層と、
前記第１面と前記第２面の間において冷媒を循環させる冷媒層と、
前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、
前記冷却液出力部から出た前記冷却液が、ポンプを介して前記冷却液層に向かって入る冷却液入力部と、を有する熱交換プレートと、
複数の電池モジュールを有し、前記熱交換プレートの前記第１面に沿って配置された電池モジュール群と、
前記熱交換プレート及び前記電池モジュールを収容する車体と、
前記車体に結合された第１車輪及び第２車輪と、
前記電池モジュール群から供給される電力を用いて、前記第１車輪を駆動する電動機と、を備え、
前記第１車輪及び前記第２車輪を用いて所定の方向に走行可能な車両であって、
前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷却液層全体は平面視で第１領域を備え、
前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷媒層全体は平面視で第２領域を備え、
前記熱交換プレートの前記第１面において、前記電池モジュール群全体は平面視で第３領域を備え、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷媒層の前記第２領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の中央寄りの二次電池セルの温度を温度Ａとし、
前記電池モジュール群の周辺寄りの二次電池セルの温度を温度Ｂとし、
前記温度Ａと前記温度Ｂの差が、一定値を超えた場合、前記ポンプを動作させる、
車両。

【請求項2】

請求項１に記載の車両であって、
前記冷媒層の前記第２領域は、前記第３領域の中心に対応する第１冷媒層領域と、平面視において前記第１冷媒層領域の外側に位置する第２冷媒層領域を備え、
前記第１冷媒層領域の第１冷却能力は、前記第２冷媒層領域の第２冷却能力より大きい、
車両。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の車両であって、
前記熱交換プレートは、前記所定の方向に沿って配置された、
車両。

【請求項4】

第１面と前記第１面と反対の第２面を有し、
前記第１面と前記第２面の間において冷却液を循環させる冷却液層と、
前記第１面と前記第２面の間において冷媒を循環させる冷媒層と、
前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、
前記冷却液出力部から出た前記冷却液が、ポンプを介して前記冷却液層に向かって入る冷却液入力部と、を備え、
前記第１面と前記第２面の間において、前記冷却液層全体は平面視で第１領域を備え、
前記第１面と前記第２面の間において、前記冷媒層全体は平面視で第２領域を備え、
電池モジュール群が前記第１面に沿って配置された場合、前記第１面において、前記電池モジュール群全体は平面視で前記第１面に第３領域を備え、
前記電池モジュール群は、複数の電池モジュールを備え、
前記冷媒層の前記第２領域の少なくとも一部は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷媒層の前記第２領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の中央寄りの二次電池セルの温度を温度Ａとし、
前記電池モジュール群の周辺寄りの二次電池セルの温度を温度Ｂとし、
前記温度Ａと前記温度Ｂの差が、一定値を超えた場合、前記ポンプを動作させる様に構成された、
熱交換プレート。

【請求項5】

請求項４に記載の熱交換プレートであって、
前記冷媒層の前記第２領域は、前記第３領域の中心に対応する第１冷媒層領域と、平面視において前記第１冷媒層領域の外側に位置する第２冷媒層領域を備え、
前記第１冷媒層領域の第１冷却能力は、前記第２冷媒層領域の第２冷却能力より大きい、
熱交換プレート。

【請求項6】

請求項４又は請求項５に記載の熱交換プレートであって、
前記複数の電池モジュールは、複数の電池セルを備える、
熱交換プレート。

【請求項7】

請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の熱交換プレートであって、
前記電池モジュール群の前記第３領域は、前記冷却液層の前記第１領域より小さい、
熱交換プレート。

【請求項8】

請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の熱交換プレートであって、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、前記冷媒層と前記電池モジュール群の間に、前記冷却液層が配置される、
熱交換プレート。

【請求項9】

請求項８に記載の熱交換プレートであって、
前記冷却液層は、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、第１冷却液層と第２冷却液層を備え、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、前記冷媒層と前記電池モジュール群の間に、前記第１冷却液層が配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、前記第１冷却液層と前記第２冷却液層の間に、前記冷媒層が配置された、
熱交換プレート。

【請求項10】

第１面と前記第１面と反対の第２面を有し、
前記第１面と前記第２面の間において冷却液を循環させる冷却液層と、
前記第１面と前記第２面の間において冷媒を循環させる冷媒層と、
前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、
前記冷却液出力部から出た前記冷却液が、ポンプを介して前記冷却液層に向かって入る冷却液入力部と、を有する熱交換プレートと、
複数の電池モジュールを有し、前記熱交換プレートの前記第１面に沿って配置された電池モジュール群と、を備える電池パックであって、
前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷却液層全体は平面視で第１領域を備え、
前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷媒層全体は平面視で第２領域を備え、
前記熱交換プレートの前記第１面において、前記電池モジュール群全体は、平面視で第３領域を備え、
前記冷媒層の前記第２領域の少なくとも一部は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷媒層の前記第２領域に重なって配置され、
前記電池モジュール群の中央寄りの二次電池セルの温度を温度Ａとし、
前記電池モジュール群の周辺寄りの二次電池セルの温度を温度Ｂとし、
前記温度Ａと前記温度Ｂの差が、一定値を超えた場合、前記ポンプを動作させる様に構成された、
電池パック。

【請求項11】

請求項１０に記載の電池パックであって、
前記冷媒層の前記第２領域は、前記第３領域の中心に対応する第１冷媒層領域と、平面視において前記第１冷媒層領域の外側に位置する第２冷媒層領域を備え、
前記第１冷媒層領域の第１冷却能力は、前記第２冷媒層領域の第２冷却能力より大きい、
電池パック。

【請求項12】

請求項１０又は請求項１１に記載の電池パックであって、
前記複数の電池モジュールは、複数の電池セルを備える、
電池パック。

【請求項13】

請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の電池パックであって、
前記電池モジュール群の前記第３領域は、前記冷却液層の前記第１領域より小さい、
電池パック。

【請求項14】

請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の電池パックであって、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、前記冷媒層と前記電池モジュール群の間に、前記冷却液層が配置される、
電池パック。

【請求項15】

請求項１４に記載の電池パックであって、
前記冷却液層は、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、第１冷却液層と第２冷却液層を備え、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、前記冷媒層と前記電池モジュール群の間に、前記第１冷却液層が配置され、
前記電池モジュール群の前記第３領域の中心において、前記第１冷却液層と前記第２冷却液層の間に、前記冷媒層が配置された、
電池パック。

【請求項16】

請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の電池パックであって、
前記電池モジュール群と前記熱交換プレートとを収容する筐体を備え、
前記筐体は、前記熱交換プレートの前記第１面に沿って配置された第１筐体面と、前記熱交換プレートの前記第２面に沿って配置された第２筐体面とを備え、
前記電池モジュール群と前記熱交換プレートは、前記第１筐体面と前記第２筐体面の間に配置され、
前記第１筐体面と前記第２筐体面を繋ぐ筐体端面を備え、
前記筐体端面は、前記冷媒層に向かって前記冷媒が入る冷媒入力部と、前記冷媒層から前記冷媒が出る冷媒出力部と、を備える、
電池パック。

【請求項17】

請求項１６に記載の電池パックであって、
少なくとも前記冷媒入力部と前記冷媒出力部は、熱交換サイクルシステムに結合可能である、
電池パック。

【請求項18】

請求項１６又は請求項１７に記載の電池パックであって、
前記筐体端面は、前記冷却液層に向かって前記冷却液が入る冷却液入力部と、前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、を更に備える、
電池パック。

【請求項19】

請求項１８に記載の電池パックであって、
前記冷却液入力部、前記冷却液出力部、前記冷媒入力部、及び前記冷媒出力部は、それぞれ管で構成される、
電池パック。

【請求項20】

請求項１８又は請求項１９に記載の電池パックであって、
前記筐体端面は、少なくとも第１筐体端面と第２筐体端面を備え、
前記第１筐体端面は前記第２筐体端面と対向して配置され、
前記冷却液入力部、前記冷却液出力部、前記冷媒入力部、及び前記冷媒出力部は、前記第１筐体端面に配置された、
電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両、熱交換プレート、及び電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド車や電気自動車には、駆動源であるモータに電力を供給する車載電池が搭載されている。車載電池の温度上昇を抑制するために、冷媒と冷却液の二つを同時に供給するハイブリッド熱交換器が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１は、複数の電池セルを連結してなる電池ブロックと、電池セルに熱結合されて、供給される冷媒で電池セルを冷却する冷却プレートと、冷却プレートに冷媒を供給する冷却機構と、冷却機構を制御して冷却プレートの冷却状態を制御する制御回路とを備える車両用の電源装置であり、電池を効率よく速やかに冷却しながら、電池セルの温度差を少なくして電池セルのアンバランスによる弊害を防止することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－５００００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１は、電池セルを水冷しつつ冷媒で冷却することが開示されているが、中央部の温度上昇には配慮されていないので、電池セル中央部にある単電池は温度が高くなってしまうという課題がある。すなわち、車載電池の温度のバラツキが生じ得る。

【0006】

本開示は、車載電池の温度のバラツキを抑制する車両、熱交換プレート、及び電池パック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】

【0007】

本開示の車両は、第１面と、前記第１面と反対の第２面を有し、前記第１面と前記第２面の間において冷却液を循環させる冷却液層と、前記第１面と前記第２面の間において冷媒を循環させる冷媒層と、前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、前記冷却液出力部から出た前記冷却液が、ポンプを介して前記冷却液層に向かって入る冷却液入力部と、を有する熱交換プレートと、複数の電池モジュールを有し、前記熱交換プレートの前記第１面に沿って配置された電池モジュール群と、前記熱交換プレート及び前記電池モジュールを収容する車体と、前記車体に結合された第１車輪及び第２車輪と、前記電池モジュール群から供給される電力を用いて、前記第１車輪を駆動する電動機と、を備え、前記第１車輪及び前記第２車輪を用いて所定の方向に走行可能な車両であって、前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷却液層全体は平面視で第１領域を備え、前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷媒層全体は平面視で第２領域を備え、前記熱交換プレートの前記第１面において、前記電池モジュール群全体は平面視で第３領域を備え、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷媒層の前記第２領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の中央寄りの二次電池セルの温度を温度Ａとし、前記電池モジュール群の周辺寄りの二次電池セルの温度を温度Ｂとし、前記温度Ａと前記温度Ｂの差が、一定値を超えた場合、前記ポンプを動作させる。

【0008】

本開示の熱交換プレートは、第１面と前記第１面と反対の第２面を有し、前記第１面と前記第２面の間において冷却液を循環させる冷却液層と、前記第１面と前記第２面の間において冷媒を循環させる冷媒層と、前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、前記冷却液出力部から出た前記冷却液が、ポンプを介して前記冷却液層に向かって入る冷却液入力部と、を備え、前記第１面と前記第２面の間において、前記冷却液層全体は平面視で第１領域を備え、前記第１面と前記第２面の間において、前記冷媒層全体は平面視で第２領域を備え、電池モジュール群が前記第１面に沿って配置された場合、前記第１面において、前記電池モジュール群全体は平面視で前記第１面に第３領域を備え、前記電池モジュール群は、複数の電池モジュールを備え、前記冷媒層の前記第２領域の少なくとも一部は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷媒層の前記第２領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の中央寄りの二次電池セルの温度を温度Ａとし、前記電池モジュール群の周辺寄りの二次電池セルの温度を温度Ｂとし、前記温度Ａと前記温度Ｂの差が、一定値を超えた場合、前記ポンプを動作させる。

【0009】

本開示の電池パックは、第１面と前記第１面と反対の第２面を有し、前記第１面と前記第２面の間において冷却液を循環させる冷却液層と、前記第１面と前記第２面の間において冷媒を循環させる冷媒層と、前記冷却液層から前記冷却液が出る冷却液出力部と、前記冷却液出力部から出た前記冷却液が、ポンプを介して前記冷却液層に向かって入る冷却液入力部と、を有する熱交換プレートと、複数の電池モジュールを有し、前記熱交換プレートの前記第１面に沿って配置された電池モジュール群と、を備える電池パックであって、前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷却液層全体は平面視で第１領域を備え、前記熱交換プレートの前記第１面と前記第２面の間において、前記冷媒層全体は平面視で第２領域を備え、前記熱交換プレートの前記第１面において、前記電池モジュール群全体は、平面視で第３領域を備え、前記冷媒層の前記第２領域の少なくとも一部は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷却液層の前記第１領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の前記第３領域の中心は、前記冷媒層の前記第２領域に重なって配置され、前記電池モジュール群の中央寄りの二次電池セルの温度を温度Ａとし、前記電池モジュール群の周辺寄りの二次電池セルの温度を温度Ｂとし、前記温度Ａと前記温度Ｂの差が、一定値を超えた場合、前記ポンプを動作させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、車載電池の温度のバラツキを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の電池温調システム１の一例を示す概念図

【図2】図１に基づく電池温調システム１の構成図であり、（ａ）部分分解斜視図、（ｂ）第１のＡ－Ａ’断面図、（ｃ）第２のＡ－Ａ’断面図、（ｄ）第３のＡ－Ａ’断面図

【図3】本開示の冷却部５０の異なる形状の一例を示す上面視における模式図であり、（ａ）実施形態１、（ｂ）実施形態２

【図4】本開示の冷却部５０の別の実施形態の一例を示す平面視における模式図であり、（ａ）実施形態３、（ｂ）実施形態４

【図5】本開示の各二次電池セルの配列例を示す上面視における模式図であり、（ａ）実施例１、（ｂ）実施例２

【図6】本開示の二次電池セルの各抵抗に基づいた発熱状態を示す模式図

【図7】本開示の二次電池セル１１及び熱管理システム２０の発熱状態を示す模式図

【図8】本開示の電池温調システム１の冷却制御の一例を説明する模式図

【図9】本開示の電池温調システム１の加熱制御の一例を説明する模式図

【図10】本開示の冷却部５０の別実施形態を示すブロック図

【図11】本開示の車両１００に電池温調システム１を搭載した状態を説明する模式図であり、（ａ）車両１００の側面図、（ｂ）車両１００の背面図

【図12】図１１の車両１００の経路や目的情報を用いた電池温調システム１の制御の一例を示す模式図

【図13】車両１００に設置された電池パックαを示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る車両、熱交換プレート、及び電池パックを具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0013】

以下、本開示を実施するための好適な本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0014】

図１は、本開示の電池温調システム１の一例を示す概念図である。図２は、図１に基づく電池温調システム１の構成図であり、（ａ）部分分解斜視図、（ｂ）第１のＡ－Ａ’断面図、（ｃ）第２のＡ－Ａ’断面図、（ｄ）第３のＡ－Ａ’断面図である。図１及び図２に基づいて本開示の電池温調システム１を詳述する。

【0015】

電池温調システム１は、車載電池１０と、車載電池１０を載置し冷却する熱管理システム２０とを備える。熱管理システム２０は熱交換器２１を有する。車載電池１０は複数の二次電池セル１１を含み、熱交換器２１の第１面２２上に直線的に並べて配置される。なお、熱交換器２１の第１面２２とは反対側を第２面２３とする。二次電池セル１１は、例えば、ハイブリッド車または電気自動車における走行用モータの駆動源となる電気エネルギーを蓄積する電池であり、冷却など温度調節を要する部品である。また、二次電池セル１１（単電池）が複数組み合わされものは、電池モジュールと呼ばれる。電池モジュールが複数組み合わされたものは、電池モジュール群と呼ばれる。車載電池１０は、１つの電池モジュールに相当してもよく、複数の電池モジュールを有する電池モジュール群に相当してもよい。ここでは、車載電池１０は電池モジュール群であるとして説明する。図示したのと同様に、電池モジュール群は熱交換器２１の第１面２２上に沿って配置される。電池モジュール群は、平面視で前記第１面２２に第３領域ＲＥＧ３を備える。

【0016】

熱管理システム２０は、車載電池１０を冷却するための装置であり、車載電池１０に隣接して配置され熱交換器２１を備えている。更に、熱管理システム２０は、熱交換器２１に収納され冷却液を流す冷却液通路３０と、冷媒を流す冷媒配管４０とを備えている。冷却液通路３０は、図２（ｂ）～図２（ｄ）に示したように、層状であってよい。すなわち、冷却液通路３０は、冷却液を循環させる冷却液層である。この冷却液層は第１面２２と第２面２３の間において、平面視で第１領域ＲＥＧ１を備える（図２（ａ）参照）。熱管理システム２０は、さらに、冷却液通路３０と連通する冷却液通路配管３１と、冷却液通路配管３１と連結し冷却液を循環させるポンプ３２と、ヒータ３３と、冷媒配管４０に冷媒を循環させるコンプレッサ４１と、コンデンサ４２と、膨張弁４３とを備える。

【0017】

冷媒配管４０は、コンプレッサ４１、コンデンサ４２及び膨張弁４３と連通しており、図１において冷却液通路３０内に配置されている冷媒配管４０は、冷却部５０を構成している。冷却部５０は、図２（ｂ）～図２（ｄ）に示したように、層状であってよく、冷却部５０の中を冷媒が流れる。すなわち、冷却部５０は、冷媒を循環させる冷媒層である。この冷媒層は第１面２２と第２面２３の間において、平面視で第２領域ＲＥＧ２を備える（図２（ａ）参照）。

【0018】

上記で示した第１領域ＲＥＧ１、第２領域ＲＥＧ２、及び第３領域ＲＥＧ３の相互関係は、以下の通りである。
・冷媒層の第２領域ＲＥＧ２は、冷却液層の第１領域ＲＥＧ１より小さい（図２（ａ）参照）。すなわち、冷媒層の領域（第２領域ＲＥＧ２）を、冷却液層の第１領域ＲＥＧ１より小さくなるよう、集中して配置する。これにより、冷媒用の配管を短くまとめることができる。配管が短いことにより、圧力損失（圧損）が低減される効果がある。
・冷媒層の前記第２領域ＲＥＧ２の少なくとも一部は、冷却液層の第１領域ＲＥＧ１に重なって配置される（図２（ａ）～図２（ｄ）参照）。これにより、冷媒層の前記第２領域ＲＥＧ２が冷却液層の第１領域ＲＥＧ１と重なる部分において、冷却液と冷媒との間の熱交換を行うことができる。
・電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏが、冷媒層の前記第２領域ＲＥＧ２に重なって配置される（図２（ａ）～図２（ｄ）参照）。これにより、電池モジュール群における第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏ付近が、冷媒層を流れる冷媒によって集中的に冷却される。第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏ付近は、熱がこもり、温度がより高くなる部分である。従って、中心Ｏ付近を集中的に冷却することにより、電池モジュール群の温度ばらつきが低減される。

【0019】

なお、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３は、冷却液層の第１領域ＲＥＧ１より小さいと好適である。この場合、電池モジュール群の全体を、冷却液層によって冷却することができる。

【0020】

また、第１領域ＲＥＧ１、第２領域ＲＥＧ２、及び第３領域ＲＥＧ３の上下方向の相互関係は、以下のようになる。
・電池モジュール群（車載電池１０）の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、冷媒層（冷却部５０）と前記電池モジュール群の間に、冷却液層（冷却液通路３０）が配置される。図２（ｂ）～図２（ｄ）のいずれの状態においても、そのような配置となっている。冷媒層と電池モジュール群の間に冷却液層があることにより、冷媒による冷却時のムラを冷却液が拡散するので、電池モジュール群をより均一に冷却することができる。

【0021】

図２（ｂ）においては、冷媒層が冷却液層の内部に埋まっている。図２（ｃ）においては、冷媒層が冷却液層の内部かつ底部にある。図２（ｄ）においては、冷媒層の上に、冷却液層が載っている。ここで、図２（ｂ）に示した構成は、冷媒層を２つの冷却液層で挟み込んだ、サンドイッチ構造であると解釈することもできる。すなわち、冷却液層は、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、第１冷却液層３０ａと第２冷却液層３０ｂを備え、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、冷媒層と電池モジュール群の間に、第１冷却液層３０ａが配置され、電池モジュール群の前記第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、第１冷却液層３０ａと第２冷却液層３０ｂの間に、冷媒層が配置されている。このような配置により、冷媒層を第１冷却液層３０ａおよび第２冷却液層３０ｂとで取り囲むことができ、冷媒層と冷却液層との間の熱交換が円滑に行われる。

【0022】

冷却部５０は、配管により構成されている。冷却部５０には、図１の概略図に示されているように冷媒の入口配管５１と出口配管５２が設けられており、一側方側に第１の点５３と他の側方側に第２の点５４を有している。図１の例において、冷媒は、入口配管５１から出口配管５２に向かって一筆書きの様に構成された冷却部５０を流れ、循環し、車載電池１０を冷却する。なお、冷却部５０は第１の点５３から第２の点５４を経由して第１の点５３に向かって折り返す部分を構成している。すなわち、冷媒は、入口配管５１から流入し、第１の点５３付近と第２の点５４付近とを往復して、出口配管５２から流出する。

【0023】

本実施形態において、冷却部５０は、車載電池１０の平面視における中央領域Ｓ内に配置され、中央領域Ｓは、車載電池１０の平面視における縦方向および横方向において、略１／３の長さをもつ中央寄りの領域に設定されている。

【0024】

冷却液通路３０を流れる冷却液は、例えばエチレングリコールを含む不凍液である。冷媒配管４０内を流れる冷媒は、気体（ガス）と液体とが混じった２相状態のものであってよく、一例は、ＨＦＣ（Hydrofluorocarbon）である。ただし、冷媒はＨＦＣ以外のものであってもよい。

【0025】

冷却液通路３０内を循環する冷却液は、図１に示したポンプ３２の駆動により行われ、ポンプ３２は、例えば冷却液圧送用ポンプ、電動ウォーターポンプなどである。

【0026】

コンプレッサ４１は、気化された冷媒を圧縮し、コンデンサ４２に供給し、コンデンサ４２は、コンプレッサ４１で圧縮された冷媒を冷却して液化させ、膨張弁４３に供給し、冷媒配管４０内を循環させる。

【0027】

熱交換器２１は、例えば平板状を呈し、高さは、前後方向および左右方向の長さよりも短い板状形状をなしており、熱交換プレートと呼ばれる。しかしながら熱交換器２１は、左右方向よりも前後方向に短い箱形形状、正方形状、あるいは円筒形状であってもよい。熱交換器２１には、冷却部５０に連通する入口配管５１及び出口配管５２と、冷却液通路３０に連通する冷却液通路配管３１の導入管３１ａ及び排出管３１ｂがそれぞれ設けられている。

【0028】

図３は、本開示の冷却部５０の異なる形状の一例を示す上面視における模式図であり、（ａ）実施形態１、（ｂ）実施形態２である。図３に基づいて、冷却部５０の配管構造を説明する。

【0029】

図３（ａ）に示した実施形態１は、第１の点５３及び第２の点５４における折り返す部分の形状が平面である。個々の配管部分おける冷媒の流れは、第１の点５３及び第２の点５４間において平行である。入口配管５１と出口配管５２の位置は任意に設定できる。これにより、冷媒配管４０が連続的に繋がり、コンパクトで低コストな配管構成が可能となる。

【0030】

冷却部５０の冷媒配管４０は、図３（ａ）に示したように、一筆書きのように、複数に分岐することなく連続で１本の管形状で配管されている。尚、上面視で説明した配管形状が、冷却液通路３０内の縦方向（平面視）に対して複数配列されていても良い。

【0031】

また、図３（ｂ）に示した実施形態２に示すように、冷媒配管４０を途中で複数の流路に分岐させてもよい。図３（ａ）および図３（ｂ）いずれの場合においても、複数の配管をつなぎ合わせることにより、図示したような管の形状を形成してよい。

【0032】

図４は、本開示の冷却部５０の別の実施形態の一例を示す平面視における模式図であり、（ａ）実施形態３、（ｂ）実施形態４である。図４に基づいて、冷却部５０の配管構造を説明する。

【0033】

実施形態３および実施形態４において、冷媒配管４０は、冷却部５０の中央に向かって渦巻き状に配列されている。入口配管５１は、冷却部５０の周辺近傍に配置され、出口配管５２は、冷却部５０の中央近傍に配置される。また、入口配管５１と出口配管５２の位置は逆でも良い。この場合、冷却部５０の中央近傍に配置される入口配管５１から、液相の冷媒が入り、冷媒が液相から気相に変わりつつ中央近傍を冷却しつつ、周辺近傍に配置される出口配管５２に向かって、冷媒が流れる。これにより、冷却部５０の中央近傍を効率的に冷却することができる。

【0034】

ここで、図４（ｂ）に示した実施形態４と比較すると、図４（ａ）に示した実施形態３においては、冷媒配管４０が、冷却部５０の中央付近に密集している。すなわち、冷却部５０の中央付近は、冷却液通路３０を流れる冷却液と接触する表面積が大きくなるため、冷却能力が大きくなる。ここで、冷媒層の第２領域ＲＥＧ２を、さらに２つの領域に分けて考える。第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏ（図２参照）に対応する第１冷媒層領域ＲＥＧ２１と、平面視において前記第１冷媒層領域の外側に位置する第２冷媒層領域ＲＥＧ２２とである。これらの２つの冷媒層領域ＲＥＧ２１及びＲＥＧ２２が、図中の破線によって示されている。このとき、第１冷媒層領域ＲＥＧ２１の第１冷却能力は、第２冷媒層領域ＲＥＧ２２の第２冷却能力より大きくなる。

【0035】

冷却部５０の形状は、熱管理システム２０に載置される車載電池１０の温度上昇、特に中央領域Ｓの温度上昇値により決定される。車載電池１０を構成する二次電池セル１１の数、容量が多ければ熱交換器２１、冷却液通路３０及び冷却部５０を大きくする必要があり、実施形態１から実施形態４に示される代表的な形状の配列を選択することが可能であり、複数配列、多段配列なども選択される。尚、配管の配列構成は、実施形態に限らない。

【0036】

図５は、各二次電池セル１１の配列例を示す上面視における模式図であり、（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２である。図５に基づいて、複数の二次電池セル１１の配列を説明する。

【0037】

実施例１では、二次電池セル１１は熱交換器２１の第１面２２上に、図面横方向に一端が面一になるように隣接して直列状に複数配列されている。実施例２では、実施例１の配列が、図面縦方向に対して２列に配列されている。図面上では、二次電池セル１１の長手方向が図面縦方向に沿っているが、図面横方向に配列されていてもよく、同様に配列が２列に限らず、３列以上であっても良い。

【0038】

図６は、直列に接続された二次電池セル１１の各抵抗に基づいた発熱状態を示す模式図である。図６では、二次電池セル１１の上に温度を示すグラフを描き、二次電池セル１１の下に二次電池セル１１の抵抗を示している。

【0039】

二次電池セル１１のそれぞれの抵抗（内部抵抗）をＲ、二次電池セル１１に流れる充電電流をｉとすると、各二次電池セル１１の抵抗Ｒが同じであれば、各二次電池セル１１の発熱量Ｐは、Ｒ×ｉ^２で表すことができ、発熱量Ｐは同じである（Ｐ＝Ｒ×ｉ^２）。しかしながら、二次電池セル１１は隣接する二次電池セル１１とほぼ密接した状態で配列されているため、中央よりの二次電池セル１１の方が周辺に配置される二次電池セル１１よりも熱がこもるため、温度上昇が高くなる。

【0040】

本実施形態の熱管理システム２０において、充放電によって温度上昇が発生する車載電池１０の中央寄りに対応する、熱管理システム２０の冷却液通路３０内にあるいは冷却液通路３０に重なる位置に、冷媒配管４０で構成される冷却部５０が設けられている。特に、車載電池１０の平面視における縦方向および横方向において、略１／３の長さをもつ中央寄りの領域に設定されている中央領域Ｓに冷却部５０を設けることにより、冷却時は車載電池１０の中央寄りの温度上昇を低減、もしくは中央寄りの温度を周辺より低下させることができる。また、車載電池１０の中心寄りは熱がこもり二次電池セル１１の温度が上がるため、冷却時は中央領域Ｓの冷却部５０の冷媒により冷却し、車載電池１０周辺寄りは冷却液の循環による熱拡散と車載電池１０の周辺への自然放熱によって冷却することにより、車載電池１０の温度を低減させると共にばらつきを低減することができる。

【0041】

冷媒配管４０は、熱管理システム２０の中央領域Ｓに集中させることにより、冷媒配管４０を短く構成できるので圧損を低減することが可能となる。さらに、一筆書きの様に冷媒配管４０を連続形成させることにより、熱管理システム２０全体を冷却でき、冷媒を複数に分配する場合と比較して冷媒の流れの偏りを低減することが可能となる。そして、熱管理システム２０内の冷却液通路３０を流れる冷却液をポンプ３２で循環させ冷熱、温熱を拡散させることにより、車載電池１０を構成する複数の二次電池セル１１の温度ばらつきを低減し、また最高温度を許容範囲にすることができる。

【0042】

図７は、直列に接続された二次電池セル１１及び熱管理システム２０の発熱状態を示す模式図である。図７では、二次電池セル１１の上に温度を示すグラフを描き、二次電池セル１１及び熱管理システム２０を熱抵抗で接続した状態を示している。

【0043】

個々の二次電池セル１１と冷却液（冷却液通路３０）及び冷媒（冷却部５０）とを熱抵抗で接続したものとして考えると、二次電池セル１１は充放電による発熱源と考えることができる。ここで、外気に相当する構成を二次電池外６０とする。二次電池外（外気）６０は、周辺環境によって温度変化するため、放熱（受熱）が発生する。車載電池１０よりも周囲温度の方が低ければ放熱となり、二次電池外６０に近い二次電池セル１１ほど放熱されて冷却され、逆に中心寄りの二次電池セル１１は熱がこもりやすいことになる。

【0044】

冷却液と冷媒による熱管理システム２０があることで、二次電池セル１１から冷却液（冷却液通路３０）、冷媒（冷却部５０）へも放熱（受熱）ルートができる。特に、中央寄りの二次電池セル１１では冷却液との間の温度差が大きくなるため、冷却液への放熱が支配的となる。そして、二次電池外６０と冷却部５０への放熱量（＝冷却能力）が、各二次電池セル１１の発熱量と釣り合うことで車載電池１０としての温度上昇が均衡する。さらに、コンプレッサ４１等により、冷却部５０への冷却能力が可変となり、必要に応じて増減できる。また、ポンプ３２で冷却液を循環させることで、冷却部５０の冷却効果、ヒータ３３の加熱効果を各々の二次電池セル１１に早く届けることとなり、冷却液通路３０内の冷却液部分の熱抵抗を大きく下げることができる。

【0045】

冷却部５０の冷却能力、冷却部５０のサイズは、冷却のためのエネルギーとポンプ３２の駆動のためのエネルギーの和が最小となるよう決定すると良い。最小エネルギーで冷却するには、車載電池１０の充放電による発熱量と、熱管理システム２０の発生する冷熱量および周辺環境への放熱量の推定から冷却能力を決定し、熱管理システム２０に必要な動作量を決定して動作させ、更に測定温度を用いたフィードバック制御によって補正を実施する。

【0046】

車載電池１０の温度の推定には、二次電池セル１１の充放電電流ｉ、内部抵抗Ｒから発熱量Ｐを取得し、予め得る熱容量、熱伝達モデルから二次電池セル１１の温度を推定することができる。冷却部５０およびポンプ３２の熱抵抗低減効果の推定には、予め熱管理システム２０の冷却液の温度、周辺温度とコンプレッサ４１の制御量、ポンプ３２の動作量の関係を使うことができ、車載電池１０の温度を略均一化し、最高温度を許容範囲に低減することができる。

【0047】

更に、後述する車両１００の目的地に向けた地図情報、気象情報等を用いて発熱量、必要冷却能力を推定してフィードフォーワード制御しても良い。車載電池１０を加熱する必要がある場合は、周囲温度が低温の際の走行開始時や充電開始時である。加熱が必要となるのは、外気温度の影響を受けやすい車載電池１０の周辺寄りの二次電池セル１１であるため、ポンプ３２で循環する冷却液をヒータ３３で加熱して加熱のための液とし、車載電池１０全体を加熱することが好ましい。

【0048】

図８は、本開示の電池温調システム１の冷却制御の一例を説明する模式図である。図８を用いて冷却制御の方法を説明する。

【0049】

パラメータは以下の通りであり、測定により得られる。
（１）車載電池１０の中央寄りの二次電池セル１１の温度をＡとする（中央寄りの代表温度）
（２）車載電池１０の周辺寄りの二次電池セル１１の温度をＢとする（周辺寄りの代表温度）
（３）外部温度をＣとする
（４）充放電電流をｉとする
（５）二次電池セル１１の内部抵抗をＲとする（予め取得、もしくは計算等で求める）
（６）冷却液の温度をＥとする（排出管３１ｂ近傍での測定）

【0050】

満たすべき温度条件は以下の通りである。
許容最高温度Ｇが二次電池セル温度Ａ、Ｂ以上である。Ｇ≧ＡかつＧ≧Ｂ
許容温度バラツキＨが二次電池セル温度Ａ、Ｂの温度差以上である。Ｈ≧｜Ａ－Ｂ｜

【0051】

冷却制御における冷却動作量の考え方について説明する。
充放電電流ｉ、内部抵抗Ｒより個々の二次電池セルｎの発熱量Ｗｎ、車載電池１０の総発熱量Ｗａｌｌを計算できる。Ｗａｌｌ＝Ｗ１＋Ｗ２＋・・・Ｗｎである。そして、二次電池セル温度Ａ、Ｂ及び外部温度Ｃより、車載電池１０からの放熱量Ｗｏｕｔを推定することができる。予め熱抵抗モデル化及びデータ取得しておいたものを使用する。また、冷却に必要な冷却能力をＷｃｏｏｌとすると、Ｗｃｏｏｌ＞Ｗａｌｌ－Ｗｏｕｔとなり、当該冷却能力Ｗｃｏｏｌが冷却の目標値となる。尚、二次電池セル１１及び熱管理システム２０はＷａｌｌに対して大きな熱容量があるので、Ｗｃｏｏｌは過去時間（Ｔｃｏｏｌ）のＷａｌｌの平均値を用いることもできる。

【0052】

Ｗｃｏｏｌの推定：外部温度Ｃ、冷却液の温度Ｅ、コンプレッサ４１の設定値の組合せに対し予めＷｃｏｏｌの期待値を得ておき、この値を使用する。必要なＷｃｏｏｌとなるようコンプレッサ４１の設定を調整しても良い。更に、二次電池セル温度Ａ、Ｂの測定値から、許容最高温度Ｇ≧二次電池セル温度Ａかつ許容最高温度Ｇ≧二次電池セル温度Ｂが満たされるようＷｃｏｏｌを調整する。これはＷｃｏｏｌ推定値の過不足を補正するフィードバック制御となる。

【0053】

冷却制御におけるポンプ３２動作量の考え方を説明する。
二次電池セル温度差の測定値（｜Ａ－Ｂ｜）が一定値を超えたらポンプ３２を動作させる。ポンプ３２は測定値により多段、無段に変化させても良い。充放電電流ｉが大きく、Ｗａｌｌが大きいほど二次電池セル温度差（｜Ａ－Ｂ｜）が大きくなることは自明であり、二次電池セル温度差（｜Ａ－Ｂ｜）に関わらず、充放電電流ｉに基づいてポンプ３２の動作量を増やすよう制御しても良い。そして、冷却部５０とポンプ３２の動作量は、同時又は順次判断し、冷却部５０とポンプ３２は併用することができる。

【0054】

図９は、本開示の電池温調システム１の加熱制御の一例を説明する模式図である。図９を用いて加熱制御の方法を説明する。

【0055】

パラメータは、冷却制御と同じであるため省略する。また、冷却制御と同じ符号は説明を省略する。

【0056】

満たすべき温度条件は、以下の通りである。
二次電池セル温度Ａ、Ｂが、許容最高温度Ｇ以下であり許容最低温度Ｌ以上である。Ｇ≧Ａ≧ＬかつＧ≧Ｂ≧Ｌ
許容温度バラツキＨが二次電池セル温度Ａ、Ｂの温度差以上である。Ｈ≧｜Ａ－Ｂ｜

【0057】

加熱制御におけるヒータ３３の動作量の考え方を説明する。
充放電電流Ｄ、内部抵抗Ｒより個々の二次電池セルｎの発熱量Ｗｎ、車載電池１０の総発熱量Ｗａｌｌを計算できる。Ｗａｌｌ＝Ｗ１＋Ｗ２＋・・・Ｗｎである。そして、二次電池セル温度Ａ、Ｂ及び外部温度Ｃより、車載電池１０からの放熱量Ｗｏｕｔを推定することができる。予め熱抵抗モデル化及びデータ取得しておいたものを使用する。

【0058】

ヒータ３３に必要な能力をＷｈｅａｔとすると、Ｗｈｅａｔ＞Ｗｏｕｔ－Ｗａｌｌであり、Ｗｈｅａｔがヒータ３３の目標値となる。尚、二次電池セル１１及び熱管理システム２０はＷａｌｌに対して大きな熱容量があるので、Ｗｈｅａｔは過去時間（Ｔｃｏｏｌ）のＷａｌｌの平均値を用いることもできる。

【0059】

Ｗｈｅａｔの計算：Ｗｈｅａｔはヒータ３３の電源電圧×電流で計算できる。必要なＷｈｅａｔとなるようヒータ３３の電流を調整する。更に二次電池セル温度Ａ、Ｂの測定値から、許容最高温度Ｇ≧二次電池セル温度Ａ≧許容最低温度Ｌかつ許容最高温度Ｇ≧二次電池セル温度Ｂ≧許容最低温度Ｌが満たされるようＷｈｅａｔ、Ｗｃｏｏｌを調整する。

【0060】

加熱制御におけるポンプ３２動作量の考え方を説明する。
Ｗｈｅａｔを冷却液通路３０内に拡散するためにポンプ３２を動作させる。二次電池セル温度差の測定値｜Ａ－Ｂ｜が一定値を超えたらポンプ３２を動作させる。ポンプ３２は測定値により多段、無段に変化させても良い。冷却部５０とポンプ３２の動作量は、同時又は順次判断し、冷却部５０とポンプ３２は併用することができる。

【0061】

図１０は、本開示の冷却部５０の別実施形態を示すブロック図である。

【0062】

特に、車載電池１０を２列以上（図５（ｂ）参照）に配置した場合、冷却液及び冷媒における熱管理システム２０が物理的に大きくなるため、熱管理システム２０内の温度の均一化が課題となる。冷却部５０を車載電池１０の中央領域Ｓに配置して、１台のポンプ３２による循環を作る場合、図１０に示すようにポンプ３２によって循環された冷却液が冷却部５０の外周を回る形態となる（図１０において、冷却液通路３０内の冷却液の流れを破線矢印で示している）。ここで冷却部５０、入口配管５１及び出口配管５２とは、循環する冷却液の流れに略直交することから、例えば入口配管５１近傍に冷却部５０を拡張することで、外周の冷却液にも適切な冷却が可能となる。このため、少なくとも冷却部５０と膨張弁４３とを連結する入口配管５１の一部は冷却液通路３０内に配置されることが好ましい。

【0063】

図１１は、本開示の車両１００に電池温調システム１を搭載した状態を説明する模式図であり、（ａ）車両１００の側面図、（ｂ）車両１００の背面図である。

【0064】

電池温調システム１を搭載する車両１００は、進行方向に沿って回転する車輪１０１と、車体１０２と、車体１０２の床面１０３とを備える。車体１０２は、熱交換器２１及び電池モジュールを収容する。車輪１０１は、車体１０２に結合された第１車輪１０１ａと第２車輪１０１ｂとを含んでいてよい。車輪１０１は、車体１０２に結合された第３車輪１０１ｃ等も含んでいてよく、典型的には車両１００は４輪である。ただしオート３輪などの、４輪以外の車両であってもよい。図示を省略する電動機が、電池モジュール（群）から供給される電力を用いて、前記第１車輪１０１ａを駆動する。第２車輪１０１ｂは操舵輪であってよい。ただし、電動機は第１車輪１０１ａ以外の車輪を駆動してもよい。車両１００は、第１車輪１０１ａ及び第２車輪１０１ｂを用いて所定の方向に走行可能である。

【0065】

図１１（ａ）では、熱交換器２１の長手方向を車両１００の進行方向に沿って配置し、図１１（ｂ）では、熱交換器２１の長手方向を車両１００の幅方向に沿って配置している。すなわち図１１（ｂ）では、熱交換器２１の短手方向を車両１００の進行方向に沿って配置している。これらのように、熱交換器２１は、所定の方向に沿って配置される。なお、車両１００の配置スペースや電池温調システム１の耐震性等を考慮して、熱交換器２１の配置方向を適宜決めることができる。

【0066】

図１２は、図１１の車両１００の経路や目的情報を用いた電池温調システム１の制御の一例を示す模式図である。

【0067】

車両１００が、自動走行や、カーナビゲーションによる経路案内を行っている場合は、通信でクラウド上の情報を使用することで、今後の走行で発生する様々なパラメータの変化を、推定することができる。例えば、外部温度Ｃの変化、天候や標高による変化、充放電電流ｉの変化、標高によるアップダウン、走行するルートによる速度、信号、制限速度、渋滞による速度、所要時間の変化などである。外部温度Ｃ、充放電電流ｉは、電池温調システム１の制御を行う上で重要なパラメータであり、予めこれらの情報を得ることで、二次電池セル温度Ａ、Ｂの変化を予め推定することができる。

【0068】

許容最高温度Ｇ≧二次電池セル温度Ａ、Ｂ、及び許容温度バラツキＨ≧二次電池セル温度差（｜Ａ－Ｂ｜）を必要十分に満たすことができるよう、コンプレッサ４１の設定値、ポンプ３２の動作量をフィードフォーワード制御することができる。これにより冷却のための消費電力が低減でき、また冷媒回路の能力を必要十分に小さく設計できる。また、経路や目的地情報を使った推定、コンプレッサ４１の設定値、ポンプ３２の動作量の調整はクラウド上で演算を実施して、通信で車両１００に伝えるようにしても良い。

【0069】

図１３は、車両１００に設置された電池パックαを示す側面図である。

【0070】

車両１００の車体１０２の下部に電池パックαが設置されている。電池パックαは筐体α１を備え、筐体α１は、少なくとも車載電池１０と熱交換器２１を収容している。なお、図示した例において、電池温調システム１は、３つの電池モジュール（車載電池１０）と、３つの熱交換器２１（熱交換プレート）とを備えている。ただし、１つの熱交換器２１上に、３つの電池モジュール（車載電池１０）からなる電池モジュール群を載せてもよい。電池温調システムが備える熱交換器２１及び車載電池１０の数は、特に限定しない。

【0071】

筐体α１は、熱交換器２１の第１面２２に沿って配置された第１筐体面α１１と、熱交換器２１の第２面２３に沿って配置された第２筐体面α１２を備える。そして、電池モジュール群（車載電池１０）と熱交換器２１は、第１筐体面α１１と第２筐体面α１２の間に配置される。

【0072】

筐体α１は、第１筐体面α１１と第２筐体面α１２を繋ぐ筐体端面α１３を備え、筐体端面α１３は、冷媒層に向かって冷媒が入る冷媒入力部α５１と、冷媒層から冷媒が出る冷媒出力部α５２とを備える。なお、冷媒入力部α５１及び冷媒出力部α５２は管で構成されてよく、それぞれ、図１等の模式図における入口配管５１及び出口配管５２に相当する。すなわち、少なくとも冷媒入力部α５１と冷媒出力部α５２は、コンプレッサ４１、コンデンサ４２および膨張弁４３等を備えた、熱交換サイクルシステムに結合可能である。この熱交換サイクルシステムは車室空調用のものであってよく、熱交換サイクルシステムは冷却部５０に冷媒を循環させるだけでなく、車室空調装置（カーエアコン）に対しても冷媒を循環させてよい。

【0073】

また、筐体端面α１３は、冷却液層に向かって冷却液が入る冷却液入力部α３１ａと、冷却液層から冷却液が出る冷却液出力部α３１ｂとを、更に備えてよい。なお、冷却液入力部α３１ａ及び冷却液出力部α３１ｂは管で構成されてよく、それぞれ、図１等の模式図における導入管３１ａ及び排出管３１ｂに相当する。

【0074】

ここで、図示したように、筐体端面α１３は複数存在し得る。筐体端面α１３は、少なくとも第１筐体端面α１３１と第２筐体端面α１３２を備えている。第１筐体端面α１３１は第２筐体端面α１３２と対向して配置されている。冷却液入力部α３１ａ、冷却液出力部α３１ｂ、冷媒入力部α５１、及び前記冷媒出力部α５２は、第１筐体端面α１３１に配置されている。これらの管が第１筐体端面α１３１に集中して配置されることにより、電池パックαの外側に延びる配管がコンパクトにまとまり、配管の長さも短くすることができる。ただし、冷却液入力部α３１ａ、冷却液出力部α３１ｂ、冷媒入力部α５１、及び前記冷媒出力部α５２は、それぞれ異なる筐体端面（α１３１、α１３２等）に配置されていてもよい。複数の筐体端面のうちどの端面にむけて、それぞれの配管を伸ばすかは、車体１０２の床面１０３の形状や、空きスペースの形状に応じて、適宜決定される。

【0075】

以上のように、冷媒層の第２領域ＲＥＧ２は、第３領域ＲＥＧ３の中心に対応する第１冷媒層領域と、平面視において第１冷媒層領域の外側に位置する第２冷媒層領域を備え、第１冷媒層領域の第１冷却能力は、第２冷媒層領域の第２冷却能力より大きい。これにより、第３領域ＲＥＧ３の中心付近にこもった熱を集中的に除去し、電池モジュール群の温度ばらつきを低減することができる。

【0076】

また、熱交換プレートは、所定の方向に沿って配置される。これにより、車両１００の配置スペースや電池温調システム１の耐震性等を考慮して、熱交換プレートの配置方向を決定することができる。

【0077】

また、複数の電池モジュールは、複数の電池セルを備える。これにより、電池セルを複数まとめて電池モジュールとして管理することができる。

【0078】

また、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３は、冷却液層の第１領域ＲＥＧ１より小さい。これにより、電池モジュール群の全体を、冷却液層によって冷却することができる。

【0079】

また、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、冷媒層と電池モジュール群の間に、冷却液層が配置される。これにより、冷媒による冷却時のムラを冷却液が拡散するので、電池モジュール群をより均一に冷却することができる。

【0080】

また、冷却液層は、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心において、第１冷却液層と第２冷却液層を備え、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、冷媒層と電池モジュール群の間に、第１冷却液層が配置され、電池モジュール群の第３領域ＲＥＧ３の中心Ｏにおいて、第１冷却液層と第２冷却液層の間に、冷媒層が配置される。これにより、冷媒層を第１冷却液層および第２冷却液層とで取り囲むことができ、冷媒層と冷却液層との間の熱交換が円滑に行われる。

【0081】

また、上記の電池パックが、電池モジュール群と熱交換プレートとを収容する筐体を備え、筐体は、熱交換プレートの第１面に沿って配置された第１筐体面と、熱交換プレートの第２面に沿って配置された第２筐体面とを備え、電池モジュール群と熱交換プレートは、第１筐体面と第２筐体面の間に配置され、第１筐体面と第２筐体面を繋ぐ筐体端面を備え、
筐体端面は、冷媒層に向かって冷媒が入る冷媒入力部と、冷媒層から冷媒が出る冷媒出力部と、を備える。これにより、電池モジュール群と熱交換プレートを筐体内にまとめて１つに収容し、１つの電池パックとして扱うことができる。すなわち、車両等に電池温調システムを容易に設置することができる。

【0082】

また、少なくとも冷媒入力部と冷媒出力部は、熱交換サイクルシステムに結合可能である。これにより、カーエアコン等の熱交換サイクルシステムにおける冷媒を併用して、電池モジュール群を冷却することができる。

【0083】

また、筐体端面は、冷却液層に向かって冷却液が入る冷却液入力部と、冷却液層から冷却液が出る冷却液出力部と、を更に備える。これにより、電池パックを、冷媒と冷却液の双方を用いたハイブリッド型にすることができる。

【0084】

また、冷却液入力部、冷却液出力部、冷媒入力部、及び冷媒出力部は、それぞれ管で構成される。これにより、熱交換サイクルシステム等と電池パックとを、管によって結合することができる。

【0085】

また、筐体端面は、少なくとも第１筐体端面と第２筐体端面を備え、第１筐体端面は第２筐体端面と対向して配置され、冷却液入力部、冷却液出力部、冷媒入力部、及び冷媒出力部は、第１筐体端面に配置される。これにより、電池パックの外側に延びる配管がコンパクトにまとまり、配管の長さも短くすることができる。

【0086】

以上、図面を参照して本開示に係る車両、熱交換プレート、及び電池パックの実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本開示の車両、熱交換プレート、及び電池パックは、車載電池の中央寄りの温度を周辺寄りの温度よりも低減し、温度均一性を維持することを望む分野に有用である。

【符号の説明】

【0088】

１：電池温調システム
１０：車載電池
１１：二次電池セル
２０：熱管理システム
２１：熱交換器
２２：第１面
２３：第２面
３０：冷却液通路
３０ａ：第１冷却液層
３０ｂ：第２冷却液層
３１：冷却液通路配管
３１ａ：導入管
３１ｂ：排出管
３２：ポンプ
３３：ヒータ
４０：冷媒配管
４１：コンプレッサ
４２：コンデンサ
４３：膨張弁
５０：冷却部
５１：入口配管
５２：出口配管
５３：第１の点
５４：第２の点
１００：車両
１０１：車輪
１０１ａ：第１車輪
１０１ｂ：第２車輪
１０１ｃ：第３車輪
１０２：車体
１０３：床面
ＲＥＧ１：第１領域
ＲＥＧ２：第２領域
ＲＥＧ２１：第１冷媒層領域
ＲＥＧ２２：第２冷媒層領域
ＲＥＧ３：第３領域
Ｓ：中央領域
α：電池パック
α１：筐体
α１１：第１筐体面
α１２：第２筐体面
α１３：筐体端面
α１３１：第１筐体端面
α１３２：第２筐体端面
α３１ａ：冷却液入力部
α３１ｂ：冷却液出力部
α５１：冷媒入力部
α５２：冷媒出力部

【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】