特許 7559588 電池ユニットおよびその制御方法

(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】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】電池ユニットおよびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6555 20140101AFI20240925BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240925BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240925BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6555

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/647

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021015039

(22)【出願日】2021-02-02

(65)【公開番号】P2022118474

(43)【公開日】2022-08-15

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】梶本 貴紀

(72)【発明者】

【氏名】大路 潔

(72)【発明者】

【氏名】富岡 沙絵子

(72)【発明者】

【氏名】爲谷 栄太郎

(72)【発明者】

【氏名】増田 渉

(72)【発明者】

【氏名】山下 啓介

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００４２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１３４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１５６９９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２５８１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９２０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５６３５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／５２－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並べて配置された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態／断熱状態を切り替える切替機構とを備え、
前記切替機構は、
前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部と、
前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第１方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構とを備え、
前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されており、
前記熱伝導材は、波板形状を有しており、前記押圧機構が前記第１方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が第１方向に外力を作用させないときは、波板形状になる
ことを特徴とする電池ユニット。

【請求項2】

並べて配置された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態／断熱状態を切り替える切替機構とを備え、
前記切替機構は、
前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部と、
前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第１方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構とを備え、
前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されており、
前記熱伝導部は、前記熱伝導材と前記電池セルとの間に配置された、シート部材を含み、
前記シート部材は、波板形状であり、前記押圧機構が前記第１方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が前記第１方向に外力を作用させないときは、波板形状になる
ことを特徴とする電池ユニット。

【請求項3】

複数の電池セルをそれぞれ備える第１および第２電池モジュールを含む電池ユニットの制御方法であって、
前記第１電池モジュールと前記第２電池モジュールとは、電池セルの配置形態が異なっており、
前記第１電池モジュールは、
並べて配置された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態／断熱状態を切り替える切替機構とを備え、
前記切替機構は、
前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備え、
前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されており、
前記制御方法は、
前記第１電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態にするステップと、
前記熱交換媒体によって、前記第１および第２電池モジュールを冷却するステップと、
前記第１電池モジュールの電池セルの温度が所定温度を下回ったとき、前記第１電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える
ことを特徴とする電池ユニットの制御方法。

【請求項4】

請求項１または２記載の電池ユニットの制御方法であって、
前記電池セルの温度を検知するステップと、
前記電池セルの温度が、発火の可能性がある所定温度を上回ったとき、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える
ことを特徴とする電池ユニットの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、複数の電池セルを備える電池ユニットの温度制御に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の電池セルを備える電池ユニットの温度制御構造としては、一般に、電池セル同士の間に熱伝導材を配置する構造が知られている。

【0003】

また、特許文献１では、対向する２つの物体の間に間隙を形成し、この間隙内に、液体状の伝熱媒体を挿脱可能に構成された熱スイッチが開示されている。制御部は、間隙に沿って設けられた電極と誘電体に電圧を印加することによって、エレクトロウェッティング現象を発生させて、伝熱媒体の挿脱を制御する。これにより、２つの物体間の伝熱または断熱を切り替えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－９２１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、複数の電池セルを備える電池ユニットに対して、特許文献１の構成を適用しようとすると、次のような問題が生じる。すなわち、電池セルは、その状態例えば劣化によって膨張することがある。この電池セルの膨張を考慮すると、特許文献１の構成を適用する場合には、電池セル間に大きな間隙を形成する必要がある。このため、伝熱／断熱の切り替えのために大量の伝熱媒体を要することになり、これにより、電池ユニットの構成が複雑化し、大がかりなものになってしまう懸念がある。

【0006】

ここに開示された技術は、複数の電池セルを備える電池ユニットについて、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える機構を、簡易な構成によって、実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

ここに開示された技術では、電池ユニットは、並べて配置された複数の電池セルと、前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態／断熱状態を切り替える切替機構とを備え、前記切替機構は、前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備え、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている。

【0008】

この構成によると、複数の電池セルを備える電池ユニットは、複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える切替機構を備える。切替機構は、熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備える。このため、熱伝導材と電池セルとが密接しているときは、熱交換媒体によって電池セルの温度制御を行うことができる。そして、この切替機構は、熱伝導材と電池セルとが密接している状態と、熱伝導材と電池セルとが密接していない状態とを切り替え可能に構成されている。熱伝導材と電池セルとが密接している状態では、電池セルと熱交換媒体との間は伝熱状態になり、熱伝導材と電池セルとが密接していない状態では、電池セルと熱交換媒体との間は断熱状態になる。したがって、簡易な構成によって、伝熱／断熱の切り替えを行うことができる。

【0009】

そして、前記電池ユニットにおいて、前記切替機構は、前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第１方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構を備え、前記熱伝導材は、波板形状を有しており、前記押圧機構が前記第１方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が第１方向に外力を作用させないときは、波板形状になる、とする。

【0010】

これにより、波板形状を有する熱伝導材と、電池セルに外力を作用させる押圧機構とによって、複数の電池セルの伝熱／断熱を切り替える切替機構を実現することができる。

【0011】

また、前記電池ユニットにおいて、前記切替機構は、前記複数の電池セルに対して、前記複数の電池セルが並ぶ方向である第１方向に、外力を作用させることが可能な押圧機構を備え、前記熱伝導部は、前記熱伝導材と前記電池セルとの間に配置された、シート部材を含み、前記シート部材は、波板形状であり、前記押圧機構が前記第１方向に外力を作用させたときは、平板形状に変化し、前記押圧機構が前記第１方向に外力を作用させないときは、波板形状になる、とする。

【0012】

これにより、波板形状を有するシート部材と、電池セルに外力を作用させる押圧機構とによって、複数の電池セルの伝熱／断熱を切り替える切替機構を実現することができる。

【0013】

また、ここに開示された技術は、複数の電池セルをそれぞれ備える第１および第２電池モジュールを含む電池ユニットの制御方法であって、前記第１電池モジュールと前記第２電池モジュールとは、電池セルの配置形態が異なっており、前記第１電池モジュールは、並べて配置された複数の電池セルと、前記複数の電池セルと熱交換媒体との間の伝熱状態／断熱状態を切り替える切替機構とを備え、前記切替機構は、前記熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材を含み、隣り合う前記電池セル間にそれぞれ配置された熱伝導部を備え、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態と、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されており、前記制御方法は、前記第１電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接している状態にするステップと、前記熱交換媒体によって、前記第１および第２電池モジュールを冷却するステップと、前記第１電池モジュールの電池セルの温度が所定温度を下回ったとき、前記第１電池モジュールについて、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える。

【0014】

これにより、電池セルの配置形態が異なっている第１および第２電池モジュールについて、熱交換媒体によって、第１および第２電池モジュールを冷却しつつ、第１電池モジュールについて、熱交換媒体と電池セルとを断熱状態にして冷却を停止することができる。これにより、例えば、ハイレート劣化の耐性が低いモジュールについて、過冷却を抑制することができる。

【0015】

また、ここに開示された技術は、上述した電池ユニットの制御方法であって、前記電池セルの温度を検知するステップと、前記電池セルの温度が、発火の可能性がある所定温度を上回ったとき、前記切替機構が、前記熱伝導材と前記電池セルとが密接していない状態にするステップとを備える。

【0016】

これにより、電池セルの温度が、発火の可能性がある所定温度を上回ったとき、電池セル同士の間を断熱状態にすることができるので、電池の類焼を防ぐことができる。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、ここに開示された技術によると、複数の電池セルを備える電池ユニットについて、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える機構を、簡易な構成で実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】電池ユニットの冷却構造の例

【図2】図１の冷却構造の説明図

【図3】電池セルの配置形態が異なるモジュールを含む電池ユニットの例

【図4】図３の電池ユニットにおける各モジュールの劣化特性を示すグラフ

【図5】（ａ），（ｂ）は実施形態に係る電池ユニットの第１構成例

【図6】（ａ），（ｂ）は図５に示す第１構成例の動作

【図7】（ａ），（ｂ）は実施形態に係る電池ユニットの第２構成例

【図8】（ａ），（ｂ）は図７に示す第２構成例の動作

【図9】図３の電池ユニットが搭載された電動車両のシステム構成の例

【図10】図３の電池ユニットの温度調節動作を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0020】

図１は電池ユニットの冷却構造の例である。図１の電池ユニットは、並べて配置された複数の電池セル１０を備えている。電池セル１０は、扁平な略直方体形状を有しており、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１０の一側面（図では上側の面）に、＋極および－極となる端子１０１，１０２が設けられている。

【0021】

電池セル１０同士の間に、平板状の熱伝導材１１が配置されている。図１では、図の分かりやすさのために、電池セル１０と熱伝導材１１と間に間隔を開けている箇所があるが、実際の構造では、電池セル１０と熱伝導材１１とは密接している。熱伝導材１１は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。また、熱伝導材１１は、複数の電池セル１０の一側面（図では手前側の面）の側に、熱交換媒体との間で伝熱を行う伝熱面１２を備える。熱交換媒体としては、例えば、電動機とエンジンの両方を備える電動車両に電池ユニットが搭載される場合は、エンジン冷却水が用いられる。

【0022】

図２は図１の冷却構造において、電池セル１０と熱伝導材１１の関係を示す図である。ここで、扁平立方体形状の電池セル１０は、内部で発生した熱が、面積の大きい面まで移動する距離が短い。このため、面積の大きい面に熱伝導材１１を接触させることによって、冷却性能を高めることができる。

【0023】

ここで、複数の電池セルを備える電池ユニットを電動車両に搭載する場合には、次のような問題がある。例えば、専用設計を行うＥＶの場合は、搭載する電池セルの配置方向を統一することは可能である。しかしながら、例えば内燃機関搭載車両をベースにしてＥＶやＰＨＶを設計する場合には、電池セルの配置方向が異なるモジュールを組み合わせることによって、スペース効率を向上できる可能性がある。

【0024】

図３は本実施形態における電池ユニットの構成例である。図３の電池ユニット１は、電池セル１０の配置形態が異なる３種類のモジュール１，２，３を含んでいる。モジュール１，２は、電池セル１０が立った状態で水平方向に並べられている。ただし、モジュール１では、電池セル１０は端子１０１，１０２が図面上側にくる向きで並べられており、モジュール２では、電池セル１０は端子１０１，１０２が図面手前側にくる向きで並べられている。モジュール３は、電池セル１０が寝た状態で上下方向に並べられている。

【0025】

図４は図３の電池ユニットにおけるモジュール１，２，３の劣化特性を示すグラフである。図４に示すように、温度劣化に関しては、モジュール１，２，３は同様の特性を有しており、例えば５０℃を超えるような高温になると、いずれのモジュール１，２，３でも温度劣化が起こりやすくなる。一方、ハイレート劣化に関しては、電池セルの配置方向とハイレート劣化の耐性との間に関係があることが分かっている。すなわち、電池セルを寝かせた状態では、電池セルを立てた状態に比べて、電極群が電解液に接触する面積が大きいために、ハイレート劣化の耐性が高くなる。したがって、図４に示すように、モジュール１，２は、モジュール３に比べてハイレート劣化を起こしやすい。例えば４０℃を下回るような低温になると、モジュール１，２はハイレート劣化が起こりやすくなる。

【0026】

したがって、図３のような電池ユニット１を用いる場合には、温度劣化だけでなくハイレート劣化についても考慮する必要があるため、電池セルの温度を、所定の適温範囲、例えば４２℃～４８℃に制御する必要がある。

【0027】

例えばエンジン冷却水を冷媒として使用し、ファン制御やポンプ制御により冷媒温度および冷媒流量を制御する冷却システムでは、電池使用時には大放電、大充電時の急激な過熱に備え、ＭＡＸ制御すなわち冷却効果を最大にする制御を行うのが一般的である。ところが、このＭＡＸ制御により、電池が過冷却されることによって、ハイレート劣化が進む懸念がある。また、電池非使用時にファンやポンプを可変制御して電池を適温範囲に制御しようとしても、冷媒温度や冷媒流量は急激には変化しない。このため、冷え過ぎた電池セルの温度を適温範囲に戻すまでに時間を要し、この間にハイレート劣化が進んでしまう懸念がある。

【0028】

このような課題を解決するためには、電池ユニットが、電池セルと熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える切替機構を備えることが好ましい。この切替機構によって、例えば、過冷却のおそれがある電池セルと冷媒とを断熱状態にすることによって、ハイレート劣化を抑制することが可能になる。

【0029】

＜第1構成例＞
図５および図６は本実施形態に係る電池ユニットの第１構成例を示す。図５（ａ）は、電池セル１０の間に配置される熱伝導部２の構成を示す斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の構成を上方から見た平面図である。図５に示すように、電池セル１０の間に配置された熱伝導部２は、波板形状の熱伝導材２０を含む。熱伝導材２０は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。熱伝導材２０は、その表面の法線方向における外力、言い換えると、電池セル１０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変更可能なように構成されている。熱伝導材２０は、熱交換媒体と熱交換を行うための伝熱面２１を有している。熱交換媒体としては、例えば、電動機とエンジンの両方を備える電動車両に電池ユニットが搭載される場合は、エンジン冷却水が用いられる。なお、熱伝導材２０の波形が形成される向きは、図５に示したものに限られず、例えば、図５（ａ）の図面上下方向に波形が形成されていてもかまわない。また、図５では、図の分かりやすさのために、電池セル１０と熱伝導材２０との間に間隔を開けているが、実際の構造では、熱伝導材２０の波形の頂部が電池セル１０と接するように配置される。

【0030】

図６の構成では、筐体１６の中に、複数の電池セル１０が並べて配置されており、電池セル１０はバスバーばね１５によって電気的に接続されている。電池セル１０同士の間に、図５に示す熱伝導部２がそれぞれ配置されている。また、複数の電池セル１０に対して、電池セル１０が並ぶ方向に外力を作用させるための押圧機構の例として、電磁ソレノイド１８が設けられている。電磁ソレノイド１８は、制御信号によって、引き方向と延ばし方向とに切替制御される。

【0031】

図６（ａ）は断熱状態、図６（ｂ）は伝熱状態を示す。すなわち、電磁ソレノイド１８が引き方向に制御されたときは、図６（ａ）に示すように、熱伝導部２の熱伝導材２０は波板形状であるため、電池セル１０同士の間に空気層が形成される。すなわち、電池セル１０は熱伝導材１０と密接しない。これにより、複数の電池セル１０と熱交換媒体とは、断熱状態になる。また、電池セル１０同士も断熱状態になる。一方、電磁ソレノイド１８が延ばし方向に制御されたときは、図６（ｂ）に示すように、複数の電池セル１０に外力が加えられ、熱伝導部２の熱伝導材２０は平板形状になる。このため、電池セル１０同士の間に空気層は形成されず、電池セル１０は熱伝導材１０と密接する。これにより、複数の電池セル１０と熱交換媒体とは、伝熱状態になる。また、電池セル１０同士も伝熱状態になる。

【0032】

すなわち、第１構成例では、波板形状の熱伝導材２０を含む熱伝導部２と、電磁ソレノイド１８とによって、熱伝導材２０と電池セル１０とが密接している状態と、熱伝導材２０と電池セル１０とが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている切替機構が構成されている。

【0033】

＜第２構成例＞
図７および図８は本実施形態に係る電池ユニットの第２構成例を示す。図７（ａ）は、電池セル１０の間に配置される熱伝導部３の構成を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の構成を上方から見た平面図である。図７に示すように、電池セル１０の間に配置された熱伝導部３は、平板状の熱伝導材３０を含む。熱伝導材３０は、例えば、銅、アルミ等によって形成される。熱伝導材３０は、熱交換媒体と熱交換を行うための伝熱面３１を有している。そして、熱伝導材３０と電池セル１０との間にそれぞれ、波板形状のシート部材３２，３３が配置されている。シート部材３２，３３は、本体は熱伝導材からなり、かつ、波板形状における電池セル１０側の波頂部分に断熱材３２ａ，３３ａが付されている。シート部材３２，３３は、その表面の法線方向における外力、言い換えると、電池セル１０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変更可能なように構成されている。シート部材３２，３３は、極薄、例えば厚さ０．１ｍｍ程度に形成されている。なお、シート部材３２，３３の波形が形成される向きは、図５に示したものに限られず、例えば、図７（ａ）の図面上下方向に波形が形成されていてもかまわない。また、図７では、図の分かりやすさのために、電池セル１０とシート部材３２，３３との間に間隔を開けているが、実際の構造では、シート部材３２，３３の波形の頂部が電池セル１０と接するように配置される。また、熱伝導材３０とシート部材３２，３３とが接するように配置される。

【0034】

図８の構成では、図６の構成と同様に、筐体１６の中に、複数の電池セル１０が並べて配置されており、電池セル１０はバスバーばね１５によって電気的に接続されている。電池セル１０同士の間に図７に示す熱伝導部３がそれぞれ配置されている。また、複数の電池セル１０に対して、電池セル１０が並ぶ方向に外力を作用させるための押圧機構の例として、電磁ソレノイド１８が設けられている。電磁ソレノイド１８は、制御信号によって、引き方向と延ばし方向とに切替制御される。

【0035】

図８（ａ）は断熱状態、図８（ｂ）は伝熱状態を示す。すなわち、電磁ソレノイド１８が引き方向に制御されたときは、図８（ａ）に示すように、熱伝導部３のシート部材３２，３３は波板形状であり、電池セル１０と接触する波頂部に断熱材３２ａ，３２ｂが形成されているため、複数の電池セル１０は、熱交換媒体と断熱された状態になる。また、電池セル１０同士も断熱状態になる。一方、電磁ソレノイド１８が延ばし方向に制御されたときは、図８（ｂ）に示すように、複数の電池セル１０に外力が加えられ、熱伝導部３のシート部材３２，３３は平板形状になる。このため、電池セル１０はシート部材３２，３３を介して熱伝導材３０と密接する。これにより、複数の電池セル１０と熱交換媒体とは、伝熱状態になる。また、電池セル１０同士も伝熱状態になる。

【0036】

すなわち、第２構成例では、波板形状のシート部材３２，３３を含む熱伝導部３と、電磁ソレノイド１８とによって、熱伝導材３０と電池セル１０とが密接している状態と、熱伝導材３０と電池セル１０とが密接していない状態とを、切り替え可能に構成されている切替機構が構成されている。

【0037】

上述したような電池ユニットの構成によって、電池セル１０に対する伝熱／断熱の切り替えを行うことができる。これにより、例えば、図３に示すような電池セル１０の配置形態が異なるモジュールを備えた電池ユニット１において、全てのモジュールを共通の冷却システムによって温度制御し、かつ、特定のモジュール、例えばハイレート劣化が起こりやすいモジュール１，２について、温度低下時に、断熱状態にする、といった制御が可能になる。

【0038】

また、上述したような電池ユニットの構成では、電池セル１０と熱交換媒体とが断熱状態のとき、電池セル１０同士の間も断熱状態になる。このため、例えば、電池セル１０の１つが発熱発火した場合に、断熱状態にすることによって、隣接する電池セル１０が類焼することを回避することができる。

【0039】

以下、本実施形態に係る電池ユニットを備えた電動車両における温度制御の例について説明する。

【0040】

図８は電動車両のシステム構成の例である。図８の電動車両は、エンジンとモータを備えており、図３のような電池ユニット１が搭載されているものとする。電池ユニット１の各モジュール１～３は、第１構成例または第２構成例と同一の構成を備えているものとする。バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、電池ユニット１における各モジュール１－３の電池セルについて、温度を検出し、その動作を制御するする。また、切替機構における電磁ソレノイド１８の動作を制御する。

【0041】

図１０は本実施形態における電池ユニットの温度調節動作を示すフローチャートである。まず、バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、電池ユニット１における各モジュール１－３の電池セル１０について、温度を検知する（Ｓ１１）。そして、当該電動車両がモータ走行中であるか、または、電池ユニット１が充電中であるか、そうでないかを判定する（Ｓ１２）。

【0042】

当該電動車両がモータ走行中である、または、電池ユニット１が充電中であるとき、エンジン制御装置（ＥＣＵ）５２は、冷媒量およびファン風量を最大に制御する（Ｓ１３）。その後、バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、モジュール１，２について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ１（例えば４２℃）を下回っているか否かを判断する（Ｓ１４）。下回っているときは、モジュール１，２について、電磁ソレノイド１８を引き方向に制御する（Ｓ１５）。これにより、モジュール１，２では、電池セル１０と冷媒とは断熱状態になり、冷却が抑制される。したがって、ハイレート劣化を防止することができる。

【0043】

その後、バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、モジュール１，２について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ３（例えば４５℃）を上回っているか否かを判断する（Ｓ１６）。上回っているときは、モジュール１，２について、電磁ソレノイド１８を延ばし方向に制御する（Ｓ１７）。これにより、モジュール１，２では、電池セル１０と冷媒とは伝熱状態になり、温度調整が再開される。

【0044】

また、Ｓ１４で、モジュール１，２について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ１（例えば４２℃）を下回っていないときは、電池セル１０の温度が発火の可能性がある温度に達しているか否かを判断する（Ｓ１８）。発火温度に達しているときは、後述するＳ３２にすすむ。

【0045】

一方、Ｓ１２において、当該電動車両がモータ走行中でなく、電池ユニット１が充電中でもないときは、Ｓ２１にすすむ。バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、全てのモジュール１－３について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ２（例えば４８℃）を上回っているか否かを判断する（Ｓ２１）。上回っていないときは、モジュール１，２について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ１（例えば４２℃）を下回っているか否かを判断する（Ｓ２２）。下回っているときは、エンジン制御装置（ＥＣＵ）５２は、冷媒量およびファン風量をダウンさせる（Ｓ２３）。そして、バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、モジュール１，２について、電磁ソレノイド１８を延ばし方向に制御する（Ｓ２４）。これにより、モジュール１，２では、電池セル１０と冷媒とは伝熱状態になり、温度調整が再開される。この状態を、モジュール１，２について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ３（例えば４５℃）を上回るまで継続する（Ｓ２５）。

【0046】

一方、Ｓ２１において、全てのモジュール１－３について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ２（例えば４８℃）を上回っているときは、電池セルの温度が発火の可能性がある温度に達しているか否かを判断する（Ｓ３１）。発火温度に達しているときは、バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、全てのモジュール１－３について、電磁ソレノイド１８を引き方向に制御する（Ｓ３２）。これにより、電池セル１０同士が離間して断熱状態になり、電池セルの類焼を防止することができる。そして、エンジン制御装置（ＥＣＵ）５２は、冷媒量およびファン風量を最大に制御する（Ｓ３３）。

【0047】

電池セルの温度が発火温度に達していないときは、エンジン制御装置（ＥＣＵ）５２は、冷媒量およびファン風量をアップさせる（Ｓ３４）。そして、バッテリ制御装置（ＢＣＵ）５１は、全てのモジュール１－３について、電池セル１０の温度が所定温度Ｔ２（例えば４５℃）を下回っているか否かを判断する（Ｓ３５）。下回っているときは、動作を終了する。下回っていないときは、Ｓ３４にもどり、エンジン制御装置（ＥＣＵ）５２は、冷媒量およびファン風量をアップさせる。

【0048】

以上のように本実施形態によると、複数の電池セル１０を備える電池ユニットは、複数の電池セル１０と熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える切替機構を備える。切替機構は、熱交換媒体と熱交換を行う熱伝導材２０，３０を含み、隣り合う電池セル１０間にそれぞれ配置された熱伝導部２，３を備える。このため、熱伝導材２０，３０と電池セル１０とが密接しているときは、熱交換媒体によって電池セル１０の温度制御を行うことができる。そして、この切替機構は、熱伝導材２０，３０と電池セル１０とが密接している状態と、熱伝導材２０，３０と電池セル１０とが密接していない状態とを切り替え可能に構成されている。熱伝導材２０，３０と電池セル１０とが密接している状態では、電池セル１０と熱交換媒体との間は伝熱状態になり、熱伝導材２０，３０と電池セル１０とが密接していない状態では、電池セル１０と熱交換媒体との間は断熱状態になる。したがって、簡易な構成によって、伝熱／断熱の切り替えを行うことができる。

【0049】

そして、第１構成例では、波板形状を有する熱伝導材２０と、押圧機構としての電磁ソレノイド１８とによって、複数の電池セル１０と熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える切替機構を実現している。また、第２構成例では、波板形状を有するシート部材３２，３３と、押圧機構としての電池ソレノイド１８とによって、複数の電池セル１０と熱交換媒体との間の伝熱／断熱を切り替える切替機構を実現している。なお、本開示における切替機構の構成は、これらに限られるものではない。

【0050】

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

【符号の説明】

【0051】

１ 電池ユニット
２ 熱伝導部
３ 熱伝導部
１０ 電池セル
１８ 電磁ソレノイド（押圧機構）
２０ 熱伝導材
３０ 熱伝導材
３２，３３ シート部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】