JP2008213740A - 電気機器の冷却装置、その冷却方法および冷却方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器を構成する複数の構成要素間の温度差の拡大を抑制する。
【解決手段】ＨＶ＿ＥＣＵは、Ａ／Ｃ吸気モードであって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいと動作モードを室内吸気モードに切り換えるステップ（Ｓ１０６）と、室内吸気モードであって（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、温度差拡大の抑制により室内吸気モードの要求中であって（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値がＡよりも大きく（Ｓ１１０にてＮＯ）、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂ以上であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、動作モードをＡ／Ｃ吸気モードに切り換えるステップ（Ｓ１１４）と、通常の吸気モードの切換制御を実施するステップ（Ｓ１１６）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気機器の冷却に関し、特に、複数の経路を有する媒体通路に接続される電気機器を構成する複数の構成要素間の温度差の拡大を抑制する技術に関する。

エンジンに代えて走行用モータを搭載した電気自動車（走行用モータを燃料電池で動作させる車両を含む）が開発されて実用化されつつあり、また、エンジンに加えて走行用モータを搭載したハイブリッド自動車が開発されて実用化されている。このような車両は、走行用モータへの駆動電力を出力する走行用バッテリ等の電気機器を備えている。この走行用バッテリは、充放電時には化学反応を伴うので、高温状態になることによるバッテリの劣化を防止するために冷却する必要がある。

このような問題に鑑みて、特開２００４−１６７４号公報（特許文献１）は、車載バッテリを確実に冷却するバッテリ温度管理装置を開示する。このバッテリ温度管理装置は、車両後方側に搭載され、車室内に吹き出す空気の温度を調節する空気温度調節手段が収納されたリアエアコンユニットを有する車両に適用され、車両に搭載されたバッテリの温度を管理する。バッテリ温度管理装置は、空気温度調節手段を通過した空気をバッテリに導くダクト有し、このダクトにより導かれた空気をバッテリに供給することによりバッテリの温度を管理することを特徴とする。

上述した公報に開示されたバッテリ温度管理装置によると、室内空気を導入してバッテリを冷却する従来の技術に比べて、バッテリを冷却する場合においては、バッテリに吹き付けることができる空気の温度を低くすることができる。
特開２００４−１６７４号公報

ところで、上述した公報に開示されたバッテリ温度管理装置においては、室内の空気が直接的にバッテリに流通する経路あるいは空調装置で冷却された空気を用いてバッテリを冷却する経路等の複数の経路が形成されることとなる。しかしながら、空調装置で冷却された空気の流量は、室内の温度状態および空調装置の操作状態により制限されるため、バッテリに供給される空気の流量も制限される場合がある。

風量が制限される場合、バッテリに供給される風量にバラツキが生じる場合がある。また、供給される空気の温度が空調装置により低下するため、空気の温度のバラツキが大きくなる場合がある。そのため、バッテリの筐体の形状に起因して、均一な温度かつ均一な風量の空気を電池セル全体に供給することができない場合がある。特に、バッテリの規模が大きくなるほど、電池セル全体に均一な温度および風量の空気を供給することができない。そのため、バッテリの内部の温度差が拡大するという問題がある。

バッテリなどの電気機器には、電池セル等の複数の構成要素からなり、これらの構成要素間の温度差が拡大すると、電池セル間の充電量に差が生じ、すべての電池セルの充電量を予め定められた範囲内に制御することが困難となる可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電気機器を構成する複数の構成要素間の温度差の拡大を抑制する電気機器の冷却装置、冷却方法およびその冷却方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る電気機器の冷却装置は、複数の構成要素からなる電気機器を冷却する冷却装置である。この冷却装置は、一方端が吸入口に接続され、他方端が電気機器に接続され、吸入口から電気機器までの間において、冷却媒体を流通する複数の経路を有する媒体通路と、媒体通路を経由して電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、複数の構成要素のうち、冷却媒体の上流側および下流側の少なくとも２つの構成要素間の温度差を検出するための検出手段と、複数の経路のうちのいずれか１つの経路を選択するための選択手段とを含む。選択手段は、検出された温度差の絶対値が予め定められた値よりも大きくなると、複数の流通経路のうち、２つの構成要素のいずれかと冷却媒体との温度差の絶対値が小さくなる経路を選択するための手段を含む。第９の発明に係る電気機器の冷却方法は、第１の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第１の発明によると、電気機器を流通する冷却媒体の上流側および下流側の少なくとも２つの構成要素間の温度差が、予め定められた値よりも大きくなると、複数の経路のうち、２つの構成要素のいずれかと冷却媒体との温度差の絶対値が小さくなる経路が選択される。これにより、電気機器に供給される冷却媒体による、上流側の構成要素の温度低下の度合を減少させることができる。そのため、少なくとも上流側の構成要素に対する冷却の度合を制限することにより、構成要素間の温度差の拡大を抑制することができる。したがって、電気機器を構成する複数の構成要素間の温度差の拡大を抑制する電気機器の冷却装置および冷却方法を提供することができる。

第２の発明に係る電気機器の冷却装置においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、上流側の第１の構成要素の第１の温度を検出するための第１の温度検出手段と、下流側の第２の構成要素の第２の温度を検出するための第２の温度検出手段とを含む。選択手段は、検出された第２の温度が予め定められた温度以上であると、複数の流通経路のうち、第１の温度および第２の温度のうちのいずれかと冷却媒体との温度差の絶対値が最も大きくなる経路を選択するための手段を含む。第１０の発明に係る電気機器の冷却方法は、第２の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第２の発明によると、検出された下流側の構成要素の第２の温度が予め定められた温度以上であると、電気機器全体が過熱状態であることを判断することができる。このような場合に、第１の温度または第２の温度との温度差の絶対値が最も大きくなる冷却媒体、すなわち、温度の低い冷却媒体が流通する経路（たとえば、エアコンディショナのエバポレータを経由する経路）を選択することにより、電気機器全体の温度を速やかに低下させることができる。これにより、電気機器の冷却性能を確保することができる。

第３の発明に係る電気機器の冷却装置においては、第２の発明の構成に加えて、第１の構成要素は、複数の構成要素のうち比較的温度の低い位置の構成要素である。第２の構成要素は、複数の構成要素のうち比較的温度の高い位置の構成要素である。第１１の発明に係る電気機器の冷却方法は、第３の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第３の発明によると、第１の構成要素の第１の温度と第２の構成要素の第２の温度との温度差に基づいて、電気機器の構成要素間の温度差が拡大しているか否かを判断することができる。さらに、第２の構成要素の第２の温度に基づいて、前記機器全体が過熱状態であるか否かを判断することができる。

第４の発明に係る電気機器の冷却装置は、第２または３の発明の構成に加えて、温度差の絶対値が小さくなる経路が選択された場合、温度差の絶対値が大きくなる経路が選択された場合の冷却媒体の流量を下回らないように供給手段を制御するための手段をさらに含む。第１２の発明に係る電気機器の冷却方法は、第４の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第４の発明によると、たとえば、温度差の絶対値が小さくなる経路が選択された場合の冷却媒体の流量を、温度差の絶対値が大きくなる経路が選択された場合の冷却媒体の流量を上回るようにすると、下流側まで流通する冷却媒体の、構成要素との熱交換による温度の上昇を抑制することができるため、下流側の構成要素の冷却の度合を上昇させることができる。そのため、上流側の構成要素と下流側の構成要素との温度差の拡大を抑制することができる。

第５の発明に係る電気機器の冷却装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、媒体通路には、流通経路が分岐する位置に流通経路を切り換える切換機構が設けられる。選択手段は、切換機構により流通経路を切り換えることにより、流通経路を選択するための手段を含む。第１３の発明に係る電気機器の冷却方法は、第５の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第５の発明によると、第１の温度と第２の温度との温度差が拡大する場合においては、切換機構により第１の温度および第２の温度のいずれかと冷却媒体との温度差が小さくなる経路（たとえば、エアコンディショナのエバポレータを経由しない経路）に切り換えることにより、電気機器の構成要素間の温度差の拡大を抑制しつつ、第２の温度が予め定められた温度以上であると、切換機構により第１の温度および第２の温度のいずれかと冷却媒体との温度差が大きくなる経路（たとえば、エアコンディショナのエバポレータを経由する経路）に切り換えることにより、下流側の構成要素が過熱状態になることを抑制することができる。

第６の発明に係る電気機器の冷却装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器は、車両に搭載される。冷却媒体は、気体である。供給手段は、第１の供給手段である。冷却装置は、流通経路上において、吸入口と第１の供給手段との間に設けられ、電気機器および車両の室内に冷却媒体を供給する第２の供給手段をさらに含む。第１４の発明に係る電気機器の冷却方法は、第６の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第６の発明によると、流通経路上において、吸入口と第１の供給手段との間に、電気機器に冷却媒体を供給する第２の供給手段が設けられる。第２の供給手段は、車両の室内にも冷却媒体を供給する。すなわち、第２の供給手段においては、空調の作動状態に応じて供給量が制限される。そのため、第２の供給手段を経由する経路が選択される場合においては、電気機器への冷却媒体の供給量も制限されることとなる。これにより、上流側の構成要素が限定的に冷却され、上流側の構成要素と下流側の構成要素との温度差が拡大する。このとき、たとえば、第１の供給手段を経由し、第２の供給手段を経由しない経路を選択すると、供給量が制限されることなく電気機器に冷却媒体を供給することができる。そのため、上流側の構成要素が限定的に冷却されることなく、さらには、下流側の構成要素の冷却の度合を上昇させることができるため、上流側の構成要素と下流側の構成要素との温度差の拡大を抑制することができる。

第７の発明に係る電気機器の冷却装置においては、第６の発明の構成に加えて、第２の供給手段の下流側には、吸入口から流通する車両の室内の空気と熱交換する熱交換器が設けられる。温度差の絶対値が最も大きくなる経路は、第２の供給手段および熱交換器を経由する経路である。第１５の発明に係る電気機器の冷却方法は、第７の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第７の発明によると、第２の供給手段は、車両の室内にも冷却媒体を供給する。すなわち、第２の供給手段においては、空調の作動状態に応じて供給量が制限される。そのため、第２の供給手段および熱交換器を経由する経路が選択される場合においては、電気機器への冷却媒体の供給量も制限されることとなる。これにより、上流側の構成要素が限定的に冷却され、上流側の構成要素と下流側の構成要素との温度差が拡大する。このとき、たとえば、第１の供給手段を経由し、第２の供給手段および熱交換器を経由しない経路を選択すると、供給量が制限されることなく電気機器に冷却媒体を供給することができる。そのため、上流側の構成要素が限定的に冷却されることなく、さらには、下流側の構成要素の冷却の度合を上昇させることができるため、上流側の構成要素と下流側の構成要素との温度差の拡大を抑制することができる。

第８の発明に係る電気機器の冷却装置においては、第１〜７のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器は、複数の蓄電要素から構成される蓄電機構である。第１６の発明に係る電気機器の冷却方法は、第８の発明に係る電気機器の冷却装置と同様の構成を有する。

第８の発明によると、電気機器は、複数の蓄電要素から構成される蓄電機構であるため、蓄電要素間の温度差が拡大すると、全ての蓄電要素の充電量を予め定められた範囲内に制御することが困難となる。本発明を適用することにより、蓄電要素間の温度差の拡大を抑制することができる。

第１７の発明に係るプログラムは、第９〜１６のいずれかの発明に係る電気機器の冷却方法をコンピュータで実現されるプログラムであって、第１８の発明に係る記録媒体は、第９〜１６のいずれかの発明に係る電気機器の冷却方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した媒体である。

第１７または第１８の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第９〜１６のいずれかの発明に係る電気機器の冷却方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施の形態に係る電気機器の冷却装置は、リア空調ユニット１００と、エアコンデショナ（以下、エアコンと略す）ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００と、ＨＶ＿ＥＣＵ３００と、バッテリ冷却ブロア４００とから構成される。

なお、本実施の形態において、「電気機器」は、高圧バッテリ５００であるとして説明するが、たとえば、キャパシタ、燃料電池等の他の蓄電機構あるいはインバータ、コンバータ等の電気機器であってもよく、特に高圧バッテリに限定されるものではない。

また、本実施の形態において、高圧バッテリ５００は、回転電機および内燃機関を駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。高圧バッテリ５００は、回転電機等の負荷に電力を供給する。なお、特にバッテリが搭載されていれば車両は、ハイブリッド車両に限定されるものではなく、たとえば、電気自動車であってもよいし、燃料電池自動車であってもよいし、内燃機関を駆動源とする自動車であってもよい。

高圧バッテリ５００は、車室内に設けられる後部座席と、車両の後部側に設けられるトランクルームとの間に搭載される（いずれも図示せず）。なお、高圧バッテリ５００が搭載される位置は、特にこれに限定されるものではない。また、本発明は、車両に搭載された電気機器に限定して適用されるものではない。

リア空調ユニット１００は、車室内に設けられる後部座席と、車両の後部側に設けられるトランクルームとの間に設けられる。リア空調ユニット１００には、冷却媒体が流通する媒体通路が形成され、媒体通路の途中の経路上にリア空調ブロア６００が設けられる。なお、本実施の形態において、冷却媒体は、空気であるとして説明するが、特にこれに限定されるものではなく、空気以外の気体あるいは液体を用いるようにしてもよい。

媒体通路は、車室内に設けられる吸気口１５０，１５２に接続され、バッテリ冷却ブロア４００と車室内の空調の排気口（図示せず）とに接続される。

媒体通路は、冷却ダクト１５４，１５６，１５８，１６０，１６２，１６４，５０２，５０４と、切換ダンパ１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２とから構成される。媒体通路は、切換ダンパ１０２〜１１２の切換状態により、複数の空気の流通経路を有する。

吸気口１５０，１５２は、冷却ダクト１５４により接続され、リア空調ユニット１００またはバッテリ冷却ブロア４００の作動により、車両の室内の空気を吸入する。また、冷却ダクト１５４における吸気口１５０，１５２間には、切換ダンパ１０２が設けられる。切換ダンパ１０２が切り換えられることにより、吸気口１５０，１５２を、冷却ダクト１５４を経由した経路を連通状態にしたり、遮断状態にしたりする。

冷却ダクト１５４の吸気口１５０側の一方端は、冷却ダクト１５６，１６０の一方端のそれぞれに接続される。冷却ダクト１５６の他方端は、冷却ダクト１６２の途中に接続される。また、冷却ダクト１５６の途中には、冷却ダクト１５８の一方端が接続される。

冷却ダクト１５６と冷却ダクト１５８との分岐位置には、切換ダンパ１０４が設けられる。切換ダンパ１０４が切り換えられることにより、冷却ダクト１５６，１５８を遮断状態にしたり、冷却ダクト１５８と冷却ダクト１６２に接続される側の冷却ダクト１５６の一部とを連通状態にし、かつ、冷却ダクト１５６の一方端側と他方端側とを遮断状態にしたりする。冷却ダクト１５８の他方端は、トランクルーム８００に接続される。

冷却ダクト１５６の他方端には、切換ダンパ１０６が設けられる。切換ダンパ１０６が切り換えられることにより、冷却ダクト１５６と冷却ダクト１６２とを連通状態にして、冷却ダクト１６２の通路断面積を減少させたり、冷却ダクト１５６と冷却ダクト１６２とを遮断状態にしたりする。

冷却ダクト１６２の一方端は、冷却ダクト１５４の途中に接続される。冷却ダクト１６２の一方端側には、フィルター９００が設けられる。フィルター９００は、通過する空気からゴミや塵等の異物を除去する。冷却ダクト１６２の途中であって、冷却ダクト１５６との分岐位置と、フィルター９００との間には、リア空調ブロア６００が設けられる。冷却ダクト１６２の他方端は、車室内の空調の排気口に接続される。

冷却ダクト１６２の途中であって、冷却ダクト１６４の分岐位置から車室内の空調の排気口側には、切換ダンパ１１０，１１２が設けられる。切換ダンパ１１０，１１２が切り換えられることにより、冷却ダクト１６２の一方端側と他方端側とを連通状態にしたり、冷却ダクト１６２の一方端側と他方端側とを遮断状態にしたり、あるいは、切換ダンパ１１０，１１２のいずれか一方が切り換えられることにより、冷却ダクト１６２の途中の通路断面積を減少させたりする。

また、冷却ダクト１６２の途中であって、冷却ダクト１５６との分岐位置よりも空調の排気口側には、「熱交換器」であるエバポレータ１０００が設けられる。エバポレータ１０００は、内部の冷媒が蒸発することにより、エバポレータ１０００自体を冷却して、リア空調ブロア６００から供給される空気が接触すると空気の温度を低下させる。エバポレータ１０００の構造については、周知の技術であるため、その詳細な説明は行なわない。

また、冷却ダクト１６２の途中であって、エバポレータ１０００と切換ダンパ１１０，１１２との間には、冷却ダクト１６４の一方端が接続される。また、冷却ダクト１６４の他方端は、冷却ダクト１６０の途中部分に接続される。

冷却ダクト１６４と冷却ダクト１６０との分岐位置には、切換ダンパ１０８が設けられる。切換ダンパ１０８の切換により、冷却ダクト１６０，１６４間を遮断状態にしたり、冷却ダクト１６０の一方端側と他方端側とを遮断状態にし、かつ、冷却ダクト１６０，１６４間を連通状態にしたり、冷却ダクト１６０，１６４間を連通状態にし、かつ、冷却ダクト１６０の一方端側と他方端側とを連通状態にしたりする。

冷却ダクト１６０の他方端は、バッテリ冷却ブロア４００に接続される。バッテリ冷却ブロア４００は、冷却ダクト５０２を経由して高圧バッテリ５００に接続される。バッテリ冷却ブロア４００から送風される空気は、高圧バッテリ５００に供給される。

高圧バッテリ５００から排出された空気は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５０に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５５０には、冷却ダクト５０４の一方端が接続される。冷却ダクト５０４には、高圧バッテリ５００およびＤＣ／ＤＣコンバータ５５０において熱交換により温度が上昇した空気が排出される。冷却ダクト５０４の他方端は、たとえば、車両の外部に連通するように形成されるが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、トランクルームに接続されてもよいし、車室内あるいはリア空調ユニット１００に循環されるようにしてもよい。

切換ダンパ１０２〜１１２は、エアコンＥＣＵ２００からの切換信号に応じて、連続的にダンパの位置（角度）を切り換えるものであるが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、エアコンＥＣＵ２００からの切換信号に応じて、予め定められた複数の位置（たとえば、２つの位置）を選択的に変化させるものであってもよい。

また、冷却ダクト５０２の途中の通路内には高圧バッテリ５００に吸入される空気の温度を検出する吸気温度検出センサ３０２が設けられる。吸気温度検出センサ３０２は、検出された空気の温度ＴＣを示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３００に送信する。

本実施の形態において、高圧バッテリ５００は、複数の電池セルが直列に複数個接続された電池モジュールがさらに複数個組み合わされて形成される電池モジュール集合体と、電池モジュール集合体を収納する筐体とから構成される、略直方体の電池パックである。

高圧バッテリ５００に供給された空気は、筐体内部を流通して、内部の電池モジュール集合体と接触することにより熱交換が行なわれる。これにより、電池モジュール集合体において充放電時に発生する熱が空気に伝達されることにより、電池モジュール集合体の温度を低下させることにより冷却が行なわれる。

具体的には、高圧バッテリ５００に供給された空気は、高圧バッテリ５００の側面上部に設けられた吸気口から供給される。側面上部に供給された空気は、高圧バッテリ５００の上部全体に広がりつつ、電池セルあるいは電池モジュール間の隙間を流通して、高圧バッテリ５００の下部に移動する。下部に移動した空気は、空気が供給された側面と同じ側面下部に設けられた排出口から排出される。この間、空気は、電池セルおよび電池モジュールと熱交換が行なわれる。なお、高圧バッテリ５００の吸気口および排出口が設けられる位置は、特に同一の側面に限定されるものではない。

高圧バッテリ５００から排出された空気は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５０をさらに冷却する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５５０は、高圧バッテリ５００と負荷との間に電気的に接続され、高圧バッテリ５００の電圧を昇圧する。

高圧バッテリ５００の内部には、高圧バッテリ５００の温度を検出する電池温度検出センサ３０４，３０６が設けられる。電池温度検出センサ３０４は、高圧バッテリ５００の筐体の内部を流通する空気の下流側に設けられる。電池温度検出センサ３０６は、高圧バッテリ５００の筐体の内部を流通する空気の上流側に設けられる。

好ましくは、電池温度検出センサ３０４は、高圧バッテリ５００を構成する「構成要素」である複数の電池セルのうち、温度が比較的高い位置の電池セルの温度を検出し、電池温度検出センサ３０６は、高圧バッテリ５００を構成する複数の電池セルのうち、温度が比較的低い位置の電池セルの温度を検出することが望ましい。

電池温度検出センサ３０４は、検出された電池セルの温度Ｔｌｏを示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３００に送信する。電池温度検出センサ３０６は、検出された電池セルの温度Ｔｈｉを示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３００に送信する。

バッテリ冷却ブロア４００は、電動機と冷却ファン（いずれも図示せず）とから構成される。バッテリ冷却ブロア４００には、ＨＶ＿ＥＣＵ３００からデューティ制御指令信号が送信される。バッテリ冷却ブロア４００の電動機は、受信したデューティ制御指令信号に基づいて駆動する。電動機の駆動により冷却ファンが回転させられて、バッテリ冷却ブロア４００から高圧バッテリ５００に向けて空気が供給される。

リア空調ブロア６００は、電動機と冷却ファン（いずれも図示せず）とから構成される。リア空調ブロア６００には、エアコンＥＣＵ２００からデューティ制御指令信号が送信される。リア空調ブロア６００の電動機は、受信したデューティ制御指令信号に基づいて駆動する。電動機の駆動により冷却ファンが回転させられて、リア空調ブロア６００からエバポレータ１０００に向けて空気が供給される。

なお、バッテリ冷却ブロア４００が「第１の供給手段」に対応し、リア空調ブロア６００が「第２の供給手段」に対応するものである。

また、バッテリ冷却ブロア４００には、電動機あるいは冷却ファンの回転数を検出する回転数検出センサ（図示せず）が設けられる。回転数検出センサは、ＨＶ＿ＥＣＵ３００に電動機あるいは冷却ファンの回転数を示す信号を送信する。ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、電池セルの温度Ｔｈｉ，Ｔｌｏおよび吸気温度ＴＣ、バッテリ冷却ブロア４００のファンの回転数に基づいて、デューティ制御指令信号を生成する。

さらに、リア空調ブロア６００には、電動機あるいは冷却ファンの回転数を検出する回転数検出センサ（図示せず）が設けられる。回転数検出センサは、エアコンＥＣＵ２００に電動機あるいは冷却ファンの回転数を示す信号を送信する。

なお、回転数検出センサは、たとえば、電動機に設けられるレゾルバ等により実現されるが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、ホール素子等を用いて電動機あるいは冷却ファンの回転数を検出するようにしてもよい。

エアコンＥＣＵ２００は、リア空調ユニット１００の作動状態あるいは室内の温度に応じて、切換ダンパ１０２〜１１２のうちの少なくとも１つを切り換えるように制御する。エアコンＥＣＵ２００は、ＨＶ＿ＥＣＵ３００と双方向の通信が可能に接続される。したがって、エアコンＥＣＵ２００は、ＨＶ＿ＥＣＵ３００からの切換ダンパの要求に応じて、切換ダンパ１０２〜１１２のうちの少なくとも１つを切り換えるように制御する。これにより、リア空調ユニット１００、バッテリ４００および高圧バッテリ５００を経由する予め定められた複数の経路のうちの１つの経路が選択される。

ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、高圧バッテリ５００の充電状態を制御したり、高圧バッテリ５００の状態に応じてバッテリ冷却ブロア４００を制御したり、車両の状態に応じて回転電機および車両に搭載された各種電気機器を制御したりする。なお、本実施の形態において、ＨＶ＿ＥＣＵ３００とエアコンＥＣＵ２００とは、双方向に通信が可能な２つのＥＣＵとして説明するが、ＨＶ＿ＥＣＵ３００の機能とエアコンＥＣＵ２００の機能とを統合した１つのＥＣＵであってもよい。

以上のような構成において、本実施の形態においては、エアコンＥＣＵ２００は、ＨＶ＿ＥＣＵ３００からの切換要求あるいはリア空調ユニット１００の作動状態に応じて、媒体通路における複数の空気の流通経路のうちのいずれか１つの流通経路を選択する。具体的には、エアコンＥＣＵ２００は、ＨＶ＿ＥＣＵ３００からの切換要求信号あるいは車室内の温度、リア空調ユニット１００に対する操作状態に基づいて、媒体通路において予め定められた複数の空気の流通経路のうちのいずれか１つの流通経路に沿って空気が流通するように、ダンパ切換信号を切換ダンパ１０２〜１１２のうちの少なくともいずれか１つに送信する。

たとえば、図２に示すように、吸気口１５０，１５２から吸気された空気が、高圧バッテリ５００の冷却に用いられる空気の流通経路と、空調に用いられる空気の流通経路とに分けて供給される場合においては、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１５４の両端の吸気口１５０，１５２間が連通状態になるように切換ダンパ１０２を切り換える。さらに、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１５６と冷却ダクト１６２とが遮断されるように切換ダンパ１０６を切り換える。なお、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１５６の一方端側と他方端側とが遮断状態になるように、切換ダンパ１０４を切り換えるようにしてもよい。さらに、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１６４と冷却ダクト１６０とが遮断状態になるように切換ダンパ１０８を切り換える。

上述したような切換ダンパ１０２〜１１２の切換状態においては、バッテリ冷却ブロア４００が作動すると、図２の実線の矢印に示すように、車室内の空気は、吸気口１５０，１５２から吸入される。吸気口１５０に吸入された空気は、冷却ダクト１６０に沿って流通し、バッテリ冷却ブロア４００に吸気される。バッテリ冷却ブロア４００の作動により、冷却ファンから圧送された空気が高圧バッテリ５００に供給される。高圧バッテリ５００に供給された空気は、高圧バッテリ５００内の電池モジュール集合体と熱交換が行なわれた後に、冷却ダクト５０４に排出される。このとき、電池モジュール集合体の熱が空気に伝達される。

また、リア空調ユニット１００の作動時においては、吸気口１５０，１５２に吸入された空気は、冷却ダクト１５４に沿って流通して、フィルター９００を通過した後、リア空調ブロア６００に吸気される。リア空調ブロア６００の作動により、冷却ファンから圧送された空気が冷却ダクト１６２に供給される。冷却ダクト１６２に供給された空気は、エバポレータ１０００を通過する。エバポレータ１０００を通過した空気は、エバポレータ１０００と熱交換が行なわれた後に、車室内の空調の排気口から室内に排出される。このとき、空気の熱がエバポレータ１０００に伝達される。そのため、排気口から排出される空気は、吸気口１５２から吸入される空気の温度と比較して低くなる。

以下の説明において、図２の実線の矢印の経路に沿って空気が流通するリア空調ユニット１００の動作モードを「室内吸気モード」という。なお、室内吸気モードにおいては、冷却ダクト１５４における、吸気口１５０，１５２間が遮断状態になるように切換ダンパ１０２を切り換えるようにしてもよい。このようにすると、吸気口１５０から吸入される空気は、バッテリ冷却ブロア４００を経由して高圧バッテリ５００に流通し、吸気口１５２から吸入される空気は、リア空調ブロア６００を経由して車室内の空調の排出口に流通する。

また、バッテリ冷却ブロア４００から予め定められた流量の空気が供給されるように、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、バッテリ冷却ブロア４００に対して制御デューティ指令信号を送信する。

一方、図３に示すように、リア空調ユニット１００により温度が低下させられた空気が室内の空調と高圧バッテリ５００の冷却とに用いられる場合においては、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１５４の両端の吸気口１５０，１５２間が連通状態になるように切換ダンパ１０２を切り換える。さらに、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１５６と冷却ダクト１６２とが遮断状態になるように切換ダンパ１０６を切り換える。

さらに、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１６０の一方端側と他方端側とが遮断状態になるように切換ダンパ１０８を切り換える。さらに、エアコンＥＣＵ２００は、冷却ダクト１６２において、リア空調ブロア６００側と車室内の空調の排気口側とが連通状態になるように、切換ダンパ１１０，１１２を切り換える。

上述したような切換ダンパ１０２〜１１２の切換状態においては、バッテリ冷却ブロア４００およびリア空調ブロア６００が作動すると、図３の実線の矢印に示すように、車室内の空気は、吸気口１５０，１５２にそれぞれ吸入される。

吸気口１５０，１５２に吸入された空気は、冷却ダクト１５４を流通して、フィルター９００を通過した後、リア空調ブロア６００に吸気される。リア空調ブロア６００の作動により、冷却ファンから圧送された空気が冷却ダクト１６２に供給される。冷却ダクト１６２に供給された空気は、エバポレータ１０００を通過する。

エバポレータ１０００を通過した空気は、エバポレータ１０００と熱交換が行なわれた後に、冷却ダクト１６４および車室内の空調の排出口を経由して室内に流通する。このとき、空気の熱がエバポレータ１０００に伝達される。そのため、冷却ダクト１６４および空調の排出口を経由して室内に流通する空気は、吸気口１５０，１５２から吸入される空気の温度と比較して低くなる。

冷却ダクト１６４を流通した空気は、さらに冷却ダクト１６０に導入されて、バッテリ冷却ブロア４００に吸気される。バッテリ冷却ブロア４００の作動により、冷却ファンから圧送された空気が高圧バッテリ５００に供給される。高圧バッテリ５００に供給された空気は、高圧バッテリ５００内の電池モジュール集合体と熱交換が行なわれた後に、冷却ダクト５０４に排出される。このとき、電池モジュール集合体の熱が空気に伝達される。以下の説明において、図３の実線の矢印の経路に沿って空気が流通するリア空調ユニット１００の動作モードを「Ａ／Ｃ吸気モード」という。

また、リア空調ブロア６００から、車両の室内の温度状態に応じた流量の空気が供給されるように、エアコンＥＣＵ２００は、リア空調ブロア６００に対して制御デューティ指令信号を送信する。また、バッテリ冷却ブロア４００から、リア空調ブロア６００の作動量に基づいて設定される流量の空気が供給されるように、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、バッテリ冷却ブロア４００に対して制御デューティ指令信号を送信する。

以上のような構成を有する冷却装置において、本発明は、ＨＶ＿ＥＣＵ３００が、電気機器を構成する複数の構成要素のうち、冷却媒体の上流側および下流側の少なくとも２つの構成要素間の温度差の絶対値が予め定められた値よりも大きくなると、複数の流通経路のうち、２つの構成要素のいずれかと冷却媒体との温度差の絶対値が小さくなる経路を選択する点を特徴とする。

より具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３００が、リア空調ユニット１００をＡ／Ｃ吸気モードで作動させているときに、電池温度検出センサ３０４，３０６により検出される温度ＴｈｉとＴｌｏとの差の絶対値が予め定められた値よりも大きくなると、室内吸気モードに切り換えるように切換ダンパ１０２〜１１２を制御する。

図４に、本実施の形態に係る電気機器の冷却装置に含まれるＨＶ＿ＥＣＵ３００の機能ブロック図を示す。

ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、入力インターフェース（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）３１０と、演算処理部３４０と、記憶部３２０と、出力インターフェース（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）３３０とを含む。

入力Ｉ／Ｆ３１０は、バッテリ冷却ブロア４００からの電池ブロア回転数信号と、リア空調ブロア６００からの空調ブロア回転数信号と、電池温度検出センサ３０４からの温度Ｔｌｏを示す電池温度信号（１）と、電池温度検出センサ３０６からの温度Ｔｈｉを示す電池温度信号（２）と、吸気温度検出センサ３０２からの吸気温度信号とを受信して、演算処理部３４０に送信する。

演算処理部３４０は、モード判定部（１）３４２と、モード判定部（２）３４４と、温度判定部（１）３４６と、要求判定部３４８と、温度判定部（２）３５０と、温度判定部（３）３５２と、モード切換部（１）３５４と、モード切換部（２）３５６と、切換制御部３５８とを含む。

モード判定部（１）３４２は、リア空調ユニット１００の動作モードがＡ／Ｃ吸気モードであるか否かを判定する。たとえば、リア空調ユニット１００の動作モードが他のモードからＡ／Ｃ吸気モードに切り換わった時点で、Ａ／Ｃ吸気モードに対応するフラグが予めオンされ、モード判定部（１）３４２は、フラグがオンであれば、動作モードがＡ／Ｃ吸気モードであることを判定するようにしてもよい。あるいは、モード判定部（１）３４２は、切換ダンパ１０２の作動状態がＡ／Ｃ吸気モードに対応する作動状態であれば、動作モードがＡ／Ｃ吸気モードであることを判定するようにしてもよい。なお、モード判定部（１）３４２は、たとえば、Ａ／Ｃ吸気モードであることを判定すると、モード判定フラグ（１）をオンするようにしてもよい。

モード判定部（２）３４４は、リア空調ユニット１００の動作モードが室内吸気モードであるか否かを判定する。たとえば、リア空調ユニット１００の動作モードが他のモードから室内吸気モードに切り換わった時点で、室内吸気モードに対応するフラグが予めオンされ、モード判定部（２）３４４は、フラグがオンであれば、動作モードが室内吸気モードであることを判定するようにしてもよい。あるいは、モード判定部（２）３４４は、切換ダンパ１０２の作動状態が室内吸気モードに対応する作動状態であれば、動作モードが室内吸気モードであることを判定するようにしてもよい。なお、モード判定部（２）３４４は、たとえば、室内吸気モードであることを判定すると、モード判定フラグ（２）をオンするようにしてもよい。

温度判定部（１）３４６は、電池温度検出センサ３０４により検出される温度Ｔｌｏと電池温度検出センサ３０６により検出される温度Ｔｈｉとの温度差の絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいか否かを判定する。「予め定められた値Ａ」は、高圧バッテリ５００を構成する電池セル間の温度がばらついていることが判定できる値であれば、特に限定されるものではなく、実験等により適合される。なお、温度判定部（１）３４６は、たとえば、温度Ｔｈｉと温度Ｔｌｏとの差の絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいことを判定すると、温度判定フラグ（１）をオンするようにしてもよい。また、温度Ｔｈｉ＞温度Ｔｌｏの関係となるため、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの値が予め定められた値Ａよりも大きいか否かを判定するようにしてもよい。

要求判定部３４８は、リア空調ユニット１００の動作モードとして室内吸気モードに切り換えられているときに、高圧バッテリ５００の電池セル間の温度バラツキ、すなわち、ＴｈｉとＴｌｏとの温度差の拡大を防止するために、室内吸気モードが要求されている状態であるか否かを判定する。

具体的には、要求判定部３４８は、リア空調ユニット１００の動作モードが室内吸気モードであって、ＴｈｉとＴｌｏとの温度差の絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいと、温度差の拡大抑制のために室内吸気モードが要求されている状態であることを判定する。「予め定められた値Ｂ」は、高圧バッテリ５００全体が過熱状態であることを判定できる値であれば、特に限定されるものではなく、実験等により適合される。なお、要求判定部３４８は、室内吸気モードが要求されている状態であることを判定すると、要求判定フラグをオンするようにしてもよい。

温度判定部（２）３５０は、電池温度検出センサ３０４により検出される温度Ｔｈｉと電池温度検出センサ３０６により検出される温度Ｔｌｏとの温度差が予め定められた値Ａ以下であるか否かを判定する。なお、温度判定部（２）３５０は、たとえば、ＴｈｉとＴｌｏとの温度差の絶対値が予め定められた値Ａ以下であることを判定すると、温度判定フラグ（２）をオンするようにしてもよい。

温度判定部（３）３５２は、電池温度検出センサ３０４により検出される温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂ以上であるか否かを判定する。なお、温度判定部（３）３５２は、Ｔｈｉが予め定められた値Ｂ以上であることを判定すると、温度判定フラグ（３）をオンするようにしてもよい。

モード切換部（１）３５４は、モード判定部（１）３４２においてリア空調ユニット１００の動作モードがＡ／Ｃ吸気モードであることが判定され、温度判定部（１）３４６において温度Ｔｈｉと温度Ｔｌｏとの温度差の絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｌｏが予め定められた値Ｂよりも小さいことが判定されると、動作モードをＡ／Ｃ吸気モードから室内吸気モードに切り換える。

具体的には、モード切換部（１）３５４は、切換ダンパ１０２〜１１２に対して室内吸気モードに対応する作動状態になるように切換信号を生成して、出力Ｉ／Ｆ３３０およびエアコンＥＣＵ２００を経由して切換ダンパ１０２〜１１２に送信する。

なお、モード切換部（１）３５４は、たとえば、モード判定フラグ（１）がオンであって、かつ、温度判定フラグ（１）がオンであると、リア空調ユニット１００の動作モードを室内吸気モードに切り換えるようにしてもよい。

モード切換部（２）３５６は、モード判定部（２）３４４においてリア空調ユニット１００の動作モードが室内吸気モードであることが判定され、要求判定部３４８において室内吸気モードが要求されている状態であることが判定され、温度判定部（２）３５０において温度Ｔｈｉと温度Ｔｌｏとの温度差の絶対値が予め定められた値Ａより大きいことが判定され、温度判定部（３）３５２において温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂ以上であることが判定されると、動作モードをＡ／Ｃ吸気モードに切り換える。

具体的には、モード切換部（２）３５６は、切換ダンパ１０２〜１１２に対してＡ／Ｃ吸気モードに対応する作動状態になるように切換信号を生成して、出力Ｉ／Ｆ３３０およびエアコンＥＣＵ２００を経由して切換ダンパ１０２〜１１２に送信する。

なお、モード切換部（２）３５６は、たとえば、モード判定フラグ（２）がオンであって、かつ、要求判定フラグがオンであって、温度判定フラグ（２）がオフであって、温度判定フラグがオンであると、リア空調ユニット１００の動作モードをＡ／Ｃ吸気モードに切り換えるようにしてもよい。

切換制御部３５８は、リア空調ユニット１００の動作モードがＡ／Ｃ吸気モードでも室内吸気モードでもないと判定された場合、動作モードが温度Ｔｈｉと温度Ｔｌｏとの温度差あるいは温度Ｔｈｉに基づいてＡ／Ｃ吸気モードまたは室内吸気モードに切り換えられない場合、通常の吸気モード切換制御を実施する。

具体的には、切換制御部３５８は、リア空調ユニット１００の操作状態あるいは室内の温度状態に応じた動作モードを選択して、切換ダンパ１０２〜１１２に対して選択された動作モードに対応する作動状態になるように切換信号を生成して、出力Ｉ／Ｆ３３０およびエアコンＥＣＵ２００を経由して切換ダンパ１０２〜１１２に送信する。

また、本実施の形態において、モード判定部（１）３４２と、モード判定部（２）３４４と、温度判定部（１）３４６と、要求判定部３４８と、温度判定部（２）３５０と、温度判定部（３）３５２と、モード切換部（１）３５４と、モード切換部（２）３５６と、切換制御部３５８とは、いずれも演算処理部３４０であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が記憶部３２０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

記憶部３２０には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部３４０からデータが読み出されたり、格納されたりする。

以下、図５を参照して、本実施の形態に係る電気機器の冷却装置に含まれるＨＶ＿ＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、リア空調ユニット１００の動作モードがＡ／Ｃ吸気モードであるか否かを判定する。リア空調ユニット１００の動作モードがＡ／Ｃ吸気モードであると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、電池温度検出センサ３０４により検出される温度Ｔｈｉと電池温度検出センサ３０６により検出される温度Ｔｌｏとの差の絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいか否かを判定する。温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１０４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、リア空調ユニット１００の動作モードが室内吸気モードであるか否かを判定する。リア空調ユニット１００の動作モードが室内吸気モードであると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１０６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、リア空調ユニット１００の動作モードを室内吸気モードに切り換えるようにエアコンＥＣＵ２００を経由して切換信号を切換ダンパ１０２〜１１２に送信する。Ｓ１０８にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、温度Ｔｈｉと温度Ｔｌｏとの温度差の拡大を防止するために、室内吸気モードが要求されている状態であるか否かを判定する。室内吸気モードが要求されている状態であると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａ以下であるか否かを判定する。予め定められた値Ａ以下であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、温度Ｔｈｉの値が予め定められた値Ｂ以上であるか否かを判定する。予め定められた値Ｂ以上であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。

Ｓ１１４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、リア空調ユニット１００の動作モードをＡ／Ｃ吸気モードに切り換えるようにエアコンＥＣＵ２００を経由して切換信号を切換ダンパ１０２〜１１２に送信する。Ｓ１１６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３００は、リア空調ユニット１００の動作モードについて通常の吸気モード切換制御を実施する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電気機器の冷却装置の動作について図６および図７を参照しつつ説明する。

たとえば、リア空調ユニット１００の作動中において、動作モードとしてＡ／Ｃ吸気モードが選択されている場合を想定する。

この場合、Ａ／Ｃ吸気モードが選択されているので（Ｓ１００にてＹＥＳ）、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいか否かが判定される（Ｓ１０２）。

Ａ／Ｃ吸気モードにおいて高圧バッテリ５００に供給される空気の流量が制限された場合においては、上流側の電池セルの冷却の度合が大きくなり、電池セル間の温度差（温度バラツキ）が拡大する。温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく、かつ、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂよりも小さいと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、リア空調ユニット１００の動作モードは室内吸気モードに切り換えられる（Ｓ１０６）。

このとき、図６（Ａ）に示すように、Ａ／Ｃ吸気モードにおいては、高圧バッテリ５００には、車両の室内の空気と比較して低い温度の空気が供給される。たとえば、空気の温度が約５℃であるとする。なお、以下に示す温度の値は、本実施の形態係る電気機器の冷却装置の動作の説明の便宜上、例示したものである。

高圧バッテリ５００の内部の空気の上流側の電池セルは、約５度の空気との熱交換により冷却される。そのため、電池セルの冷却の度合は大きい。そのため、電池セルの温度は約３０℃まで低下するものとする。

空気の温度は、高圧バッテリ５００の下流側に流通するにつれて上昇する。これは、空気が、下流側に流通する途中に電池セルと熱交換するためである。また、リア空調ユニット１００の動作モードとしてＡ／Ｃ吸気モードが選択されている場合には、室内の空調と連動してリア空調ブロア６００が作動することとなるため、リア空調ブロア６００から供給される空気の流量は制限される。そのため、バッテリ冷却ブロア４００から高圧バッテリ５００に供給される空気の流量も制限されることとなる。

したがって、高圧バッテリ５００に供給される空気の流量が少ないと、下流側の電池セルに到達するまでに空気の温度が速やかに上昇するため、約４０℃までしか冷却されないこととなる。このとき、電池温度検出センサ３０４，３０６間の温度差は１０℃となる。

一方、Ａ／Ｃ吸気モードから室内吸気モードに切り換わると、吸気口１５０，１５２から吸入された空気はエバポレータ１０００を通過することなく、冷却ダクト１６０を流通して高圧バッテリ５００に供給される。したがって、高圧バッテリ５００には、車両の室内と略等しい温度の空気が供給されることとなる。たとえば、空気の温度が図６（Ｂ）に示すように、約２５℃であるとする。

高圧バッテリ５００の上流側の電池セルは、約２５℃の空気との熱交換により冷却される。冷却の度合は、Ａ／Ｃ吸気モード時と比較して小さい。そのため、電池セルの温度は約３２℃まで低下するものとする。

空気の温度は、高圧バッテリ５００の下流側に流通するにつれて上昇する。これは、空気が、下流側に流通する途中に電池セルと熱交換するためである。また、リア空調ユニット１００の動作モードとして室内吸気モードが選択されている場合には、室内の空調と連動することなく、バッテリ冷却ブロア４００が作動することとなる。そのため、バッテリ冷却ブロア４００から電池セルの温度に対応した流量の空気を高圧バッテリ５００に供給することができる。

したがって、たとえば、室内吸気モードにおける空気の流量を、Ａ／Ｃ吸気モードにおける空気の流量よりも大きくすると、空気の温度が高くても、下流側に流通した空気の温度の上昇の度合が小さくなるため、下流側の電池セルの温度の低下の度合が大きくなる。そのため、下流側の電池セルは、約３８℃まで冷却されることとなる。このとき、電池温度検出センサ３０４，３０６間の温度差は約６℃に縮小する。すなわち、高圧バッテリ５００を構成する電池セルの温度差の拡大が抑制されることとなる。

なお、室内吸気モードにおける空気の流量は、Ａ／Ｃ吸気モードにおける空気の流量を下回らない流量が供給されれば、特に限定されるものではない。

また、Ａ／Ｃ吸気モードが選択されている場合において（Ｓ１００にてＹＥＳ）、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａ以下であるか、または、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂ以上であると（Ｓ１０２にてＮＯ）、リア空調ユニット１００において、通常の吸気モード切換制御が実施される（Ｓ１１６）。

また、室内吸気モードに切り換えられると（Ｓ１００にてＮＯ，Ｓ１０４にてＹＥＳ）、温度差の拡大を抑制するために室内吸気モードが要求されている状態であるため（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａ以下であるか否かが判定される（Ｓ１１０）。

温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａ以下であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、リア空調ユニット１００において、通常の吸気モード切換制御が実施される（Ｓ１１６）。温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく（Ｓ１１０にてＮＯ）、温度Ｔｈｉの値が予め定められた値Ｂよりも小さいと（Ｓ１１２にてＮＯ）、室内吸気モードが維持される（Ｓ１０６）。

一方、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａよりも大きく（Ｓ１１０にてＮＯ）、温度Ｔｈｉの値が予め定められた値Ｂ以上であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、リア空調ユニット１００の動作モードはＡ／Ｃ吸気モードに切り換えられる（Ｓ１１４）。

温度差の拡大を抑制するために室内吸気モードが要求されている状態でなかったり（Ｓ１０８にてＮＯ）、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａ以下であったりすると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、通常の吸気モード切換制御が実施される（Ｓ１１６）。

さらに、リア空調ユニット１００の動作モードが、Ａ／Ｃ吸気モードでも室内吸気モードでもない場合は（Ｓ１００にてＮＯ，Ｓ１０４にてＮＯ）、通常の吸気モード切換制御が実施される（Ｓ１１６）。

以上のように、本実施の形態に係る電気機器の冷却装置は、図７に示すように、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂ以上であると、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値に関わらず、Ａ／Ｃ吸気モードを動作モードとしてリア空調ユニット１００が作動する。

また、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂより小さい温度であって、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａより大きいと、室内吸気モードを動作モードとしてリア空調ユニット１００が作動する。

さらに、温度Ｔｈｉが予め定められた値Ｂより小さい温度であって、温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が予め定められた値Ａ以下であると、通常の吸気モード切換制御が実施されることとなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る電気機器の冷却装置によると、高圧バッテリを流通する空気の上流側および下流側の少なくとも２つの電池セル間の温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏの絶対値が、予め定められた値Ａよりも大きくなると、複数の経路のうち、下流側の電池セルと空気との温度差の絶対値が小さくなる経路が選択される。これにより、高圧バッテリに供給される空気による、上流側の電池セルの温度低下の度合を減少させることができる。少なくとも上流側の電池セルに対する冷却の度合を制限することにより、電池セル間の温度差の拡大を抑制することができる。したがって、電気機器を構成する複数の構成要素間の温度差の拡大を抑制する電気機器の冷却装置、冷却方法および冷却方法をコンピュータで実現されるプログラムならびにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。また、温度差の拡大を抑制することにより、電池セル間の充電量に差が生じることを抑制し、すべての電池セルの充電量を予め定められた範囲内に制御することが容易となる。

検出された下流側の電池セルの温度Ｔｌｏが予め定められた値Ｂ以上であると、下流側の電池セルの温度Ｔｌｏとの温度差の絶対値が最も大きくなるＡ／Ｃ吸気モードに対応する経路が選択される。これにより、高圧バッテリの複数の電池セルの温度を速やかに低下させることができる。これにより、電気機器の冷却性能を確保することができる。

温度差の絶対値が小さくなる経路が選択された場合の空気の流量を、温度差の絶対値が大きくなる経路が選択された場合の空気の流量を上回るようにリア空調ブロアおよびバッテリ冷却ブロアを制御することにより、下流側まで流通する空気の、電池セルとの熱交換による温度の上昇を抑制することができるため、下流側の電池セルの冷却の度合を上昇させることができる。そのため、上流側の電池セルと下流側の電池セルとの温度差の拡大を抑制することができる。

なお、室内吸気モードとしては、図２を用いて説明した流通経路に特に限定されるものではない。たとえば、室内への空調が必要とされない場合、すなわち、エバポレータ１０００の作動が停止された場合に、図８に示すように、吸気口１５０，１５２から吸引された空気がリア空調ブロア６００，冷却ダクト１６２，１６４を流通して、バッテリ冷却ブロア４００を経由して高圧バッテリ５００に供給されるようにしてもよい。なお、切換ダンパ１１０，１１２は、冷却ダクト１６２のリア空調ブロア６００の下流側と車室内の空調の排出口とを遮断するように切り換えられる。

このようにすると、バッテリ冷却ブロア４００およびリア空調ブロア６００により高圧バッテリ５００に空気を供給することができるため、供給量を増大させることができる。また、供給された空気は、室内の空気と略同じ温度である。このようにしても、温度差の拡大を抑制することができる。

あるいは、図８に示すように、高圧バッテリ５００の下流側の冷却ダクト５０４の途中から分岐して、バッテリ冷却ブロア４００の上流側の冷却ダクト１６０に接続する接続通路５０６（図８の（Ａ））を設け、さらに、冷却ダクト５０４の途中に切換ダンパ５０８をさらに設けるようにしてもよい。切換ダンパ５０８は、冷却ダクト５０４と接続通路５０６との間を連通状態にしたり、遮断状態にしたりする。なお、切換ダンパ１１０，１１２は、冷却ダクト１６２のリア空調ブロア６００の下流側と車室内の空調の排出口とを連通状態にしてもよい。

冷却ダクト５０４と接続通路５０６との間が連通状態のときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５０から排出された空気は、冷却ダクト５０４から接続通路５０６に流通して、バッテリ冷却ブロア４００の上流側の冷却ダクト１６０に流通する。このようにすると、高圧バッテリ５００およびＤＣ／ＤＣコンバータ５５０により温度が上昇した空気をバッテリ冷却ブロア４００により高圧バッテリ５００に再度供給することができる。このとき、バッテリ冷却ブロア４００の供給量を増大させると、ＤＣ／ＤＣコンバータ５５０から接続通路５０６を経由して冷却ダクト１６０に流通する空気の流量が増大するため、空調により流量が制限されることはない。この場合、Ａ／Ｃ吸気モードにおける流量を下回らない流量の空気を高圧バッテリ５００に供給することができる。さらに、Ａ／Ｃ吸気モードにおける空気の温度よりも高い温度の空気が高圧バッテリ５００に供給される。このようにしても、高圧バッテリ５００を構成する電池セルの温度差の拡大を抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の実施の形態に係る電気機器の冷却装置の構成を示す図である。 室内吸気モードにおける空気の流れを示す図である。 Ａ／Ｃ吸気モードにおける空気の流れを示す図である。 本実施の形態に係る電気機器の冷却装置に含まれるＨＶ＿ＥＣＵの機能ブロック図である。 本実施の形態に係る電気機器の冷却装置に含まれるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る電気機器の冷却装置の動作を説明するための図である。 温度差Ｔｈｉ−Ｔｌｏと温度Ｔｈｉとの関係に基づいて選択されるリア空調ユニットの動作モードを示す図である。 電気機器の冷却装置の他の態様の構成を示す図である。

符号の説明

１００ リア空調ユニット、１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２ 切換ダンパ、１５０，１５２ 吸気口、１５４，１５６，１５８，１６０，１６２，１６４，５０２，５０４ 冷却ダクト、２００ エアコンＥＣＵ、３００ ＨＶ＿ＥＣＵ、３０２
吸気温度検出センサ、３０４，３０６ 電池温度検出センサ、３１０ 入力Ｉ／Ｆ、３２０ 記憶部、３３０ 出力Ｉ／Ｆ、３４０ 演算処理部、３４２，３４４ モード判定部、３４６，３５０，３５２ 温度判定部、３４８ 要求判定部、３５４，３５６ モード切換部、３５８ 切換制御部、４００ バッテリ冷却ブロア、５００ 高圧バッテリ、６００ リア空調ブロア、８００ トランクルーム、９００ フィルター、１０００ エバポレータ。

Claims (18)

1. 複数の構成要素からなる電気機器を冷却する冷却装置であって、
   一方端が吸入口に接続され、他方端が前記電気機器に接続され、前記吸入口から前記電気機器までの間において、冷却媒体を流通する複数の経路を有する媒体通路と、
   前記媒体通路を経由して前記電気機器に冷却媒体を供給するための供給手段と、
   前記複数の構成要素のうち、前記冷却媒体の上流側および下流側の少なくとも２つの構成要素間の温度差を検出するための検出手段と、
   前記複数の経路のうちのいずれか１つの経路を選択するための選択手段とを含み、
   前記選択手段は、前記検出された温度差の絶対値が予め定められた値よりも大きくなると、前記複数の流通経路のうち、前記２つの構成要素のいずれかと前記冷却媒体との温度差の絶対値が小さくなる経路を選択するための手段を含む、電気機器の冷却装置。
2. 前記検出手段は、
   前記上流側の第１の構成要素の第１の温度を検出するための第１の温度検出手段と、
   前記下流側の第２の構成要素の第２の温度を検出するための第２の温度検出手段とを含み、
   前記選択手段は、前記検出された第２の温度が予め定められた温度以上であると、前記複数の流通経路のうち、前記第１の温度および前記第２の温度のうちのいずれかと前記冷却媒体との温度差の絶対値が最も大きくなる経路を選択するための手段を含む、請求項１に記載の電気機器の冷却装置。
3. 前記第１の構成要素は、前記複数の構成要素のうち比較的温度の低い位置の構成要素であって、
   前記第２の構成要素は、前記複数の構成要素のうち比較的温度の高い位置の構成要素である、請求項２に記載の電気機器の冷却装置。
4. 前記冷却装置は、前記温度差の絶対値が小さくなる経路が選択された場合、前記温度差の絶対値が大きくなる経路が選択された場合の前記冷却媒体の流量を下回らないように前記供給手段を制御するための手段をさらに含む、請求項２または３に記載の電気機器の冷却装置。
5. 前記媒体通路には、前記流通経路が分岐する位置に前記流通経路を切り換える切換機構が設けられ、
   前記選択手段は、前記切換機構により前記流通経路を切り換えることにより、前記流通経路を選択するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の電気機器の冷却装置。
6. 前記電気機器は、車両に搭載され、
   前記冷却媒体は、気体であって、
   前記供給手段は、第１の供給手段であって、
   前記冷却装置は、前記流通経路上において、前記吸入口と前記第１の供給手段との間に設けられ、前記電気機器および前記車両の室内に前記冷却媒体を供給する第２の供給手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の電気機器の冷却装置。
7. 前記吸入口は、前記車両の室内に設けられ、
   前記第２の供給手段の下流側には、前記吸入口から流通する前記車両の室内の空気と熱交換する熱交換器が設けられ、
   前記温度差の絶対値が最も大きくなる経路は、前記第２の供給手段および前記熱交換器を経由する経路である、請求項６に記載の電気機器の冷却装置。
8. 前記電気機器は、複数の蓄電要素から構成される蓄電機構である、請求項１〜７のいずれかに記載の電気機器の冷却装置。
9. 複数の構成要素からなる電気機器を冷却する冷却方法であって、前記電気機器には、一方端が吸入口に接続され、他方端が前記電気機器に接続され、前記吸入口から前記電気機器までの間において、冷却媒体を流通する複数の経路を有する媒体通路と、前記媒体通路を経由して前記電気機器に冷却媒体を供給する供給源とが設けられ、
   前記複数の構成要素のうち、前記冷却媒体の上流側および下流側の少なくとも２つの構成要素間の温度差を検出するステップと、
   前記複数の経路のうちのいずれか１つの経路を選択する選択ステップとを含み、
   前記選択ステップは、前記検出された温度差の絶対値が予め定められた値よりも大きくなると、前記複数の流通経路のうち、前記２つの構成要素のいずれかと前記冷却媒体との温度差の絶対値が小さくなる経路を選択するステップを含む、電気機器の冷却方法。
10. 前記検出ステップは、
    前記上流側の第１の構成要素の第１の温度を検出するステップと、
    前記下流側の第２の構成要素の第２の温度を検出するステップとを含み、
    前記選択ステップは、前記検出された第２の温度が予め定められた温度以上であると、前記複数の流通経路のうち、前記第１の温度および前記第２の温度のうちのいずれかとの温度差の絶対値が最も大きくなる経路を選択するステップを含む、請求項９に記載の電気機器の冷却方法。
11. 前記第１の構成要素は、前記複数の構成要素のうち比較的温度の低い位置の構成要素であって、
    前記第２の構成要素は、前記複数の構成要素のうち比較的温度の高い位置の構成要素である、請求項１０に記載の電気機器の冷却方法。
12. 前記冷却方法は、前記温度差の絶対値が小さくなる経路が選択された場合、前記温度差の絶対値が大きくなる経路が選択された場合の前記冷却媒体の流量よりも大きくなるように前記供給手段を制御するステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載の電気機器の冷却方法。
13. 前記媒体通路には、前記流通経路が分岐する位置に前記流通経路を切り換える切換機構が設けられ、
    前記選択ステップは、前記切換機構により前記流通経路を切り換えることにより、前記流通経路を選択するステップを含む、請求項９〜１２のいずれかに記載の電気機器の冷却方法。
14. 前記電気機器は、車両に搭載され、
    前記冷却媒体は、気体であって、
    前記供給源は、第１の供給源であって、
    前記流通経路上には、前記吸入口と前記第１の供給源との間に設けられ、前記電気機器および前記車両の室内に前記冷却媒体を供給する第２の供給源が設けられる、請求項９〜１３のいずれかに記載の電気機器の冷却方法。
15. 前記吸入口は、前記車両の室内に設けられ、
    前記第２の供給源の下流側には、前記吸入口から流通する前記車両の室内の空気と熱交換する熱交換器が設けられ、
    前記温度差の絶対値が最も大きくなる経路は、前記第２の供給源および前記熱交換器を経由する経路である、請求項１４に記載の電気機器の冷却方法。
16. 前記電気機器は、複数の蓄電要素から構成される蓄電機構である、請求項９〜１５のいずれかに記載の電気機器の冷却方法。
17. 請求項９〜１６のいずれかに記載の冷却方法をコンピュータで実現されるプログラム。
18. 請求項９〜１６のいずれかに記載の冷却方法をコンピュータで実現されるプログラムを記録した記録媒体。

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