JP2010092723A - 電池温度調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両端部に配置された電池セルを中央部に配置された電池セルより優先的に加熱することが可能な電池温度調節装置を提供する。
【解決手段】電池温度調節装置は、収納ケースと、電池セルと、流路と、整流板と、を有する。電池セルは、所定の間隔で収納ケース内に並んでいる。整流板は温度調節媒体の流れを調節する。そして、暖機時において、整流板は、並べられた電池セルのうち中央部（中央付近）の電池セルに隣接する流路よりも、電池セルのうち両端部（両端付近）の電池セルに隣接する流路に温度調節媒体が多く流れるように配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、温度調節媒体により電池の温度を調節する技術分野に関する。

従来から、キャビンの空気をブロアなどにて電池に送風することによって、高温になった電池を冷却する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、冷却通路にケース側整流板と電池側整流板とで交互に配置されている整流板を設けることにより、ケース内に並べられた複数の電池（電池セル）を均一に冷却する電池温度調節装置が記載されている。

特開２００５−１１６３４２号公報

一方、外気温等に起因して電池セルが所定の目標温度より低温の場合、電池セルを暖機する必要がある。この場合、並べられた複数の電池セルのうち、両端付近の電池セルは、中央付近の電池セルに比べ、より低温になりやすい。従って、電池を暖機する場合、両端付近の電池セルを積極的（優先的）に暖機する必要がある。しかしながら、特許文献１には、上述の問題は、何ら検討されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、暖機時において、両端部に配置された電池セルを中央部に配置された電池セルより優先的に加熱することが可能な電池温度調節装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、電池温度調節装置は、温度調節媒体が流入する収納ケースと、前記収納ケース内に所定の間隔で並べられた複数の電池セルと、前記収納ケース内に形成された複数の流路と、温度調節媒体の流れを調節する１または複数の整流部と、を備え、暖機時において、前記電池セルのうち中央部の電池セルに隣接する流路よりも、前記電池セルのうち両端部の電池セルに隣接する流路に温度調節媒体が多く流れるように前記整流部が配置される。

上記の電池温度調節装置は、ハイブリッド車両や電気自動車などに好適に適用される。電池温度調節装置は、収納ケースと、電池セルと、流路と、整流部と、を有する。電池セルは、所定の間隔で収納ケース内に並んでいる。流路は、例えば、並べられた電池セル間に形成された隙間である。温度調節媒体は、例えば車両の客室等の暖機された空気が該当し、その他水などの流体が該当する。整流部は温度調節媒体の流れを調節する部材である。整流部は、例えば、板状の部材、または収納ケースの内壁から突出するような部材が該当する。そして、暖機時において、整流部は、並べられた電池セルのうち中央部（中央付近）の電池セルに隣接する流路よりも、電池セルのうち両端部（両端付近）の電池セルに隣接する流路に温度調節媒体が多く流れるように配置される。両端部の電池セルは、中央部の電池セルに比べて低温になりやすく、昇温も遅い。これに対し、上記の電池温度調節装置は、整流部を配置することにより、両端部の電池セルを積極的に（優先的に）暖機する。従って、電池温度調節装置は、電池セルを効率的に昇温させることができる。

上記の電池温度調節装置の一態様では、前記収納ケースは、前記電池セルが並ぶ方向に沿って前記温度調節媒体が流入し、端部の電池セルに隣接する流路に前記温度調節媒体が流れるように配置された整流部のうち、前記温度調節媒体の流入方向に対し後方に位置する整流部は、前方に位置する整流部よりも長い。ここで、「端部の電池セル」は、並べられた電池セルのうち先に温度調節媒体が到達する位置にある１または複数の電池セル（第１端部の電池セル）、または、後に温度調節媒体が到達する位置にある１または複数の電池セル（第２端部の電池セル）のいずれかを示す。従って、第１端部の電池セルに隣接する流路に温度調節媒体が流れるように配置された複数の整流部のうち、温度調節媒体の流入方向に対し後方に位置する整流部は、前方に位置する整流部よりも長い。同様に、第２端部の電池セルに隣接する流路に温度調節媒体が流れるように配置された複数の整流部のうち、温度調節媒体の流入方向に対し後方に位置する整流部は、前方に位置する整流部よりも長い。このようにすることで、電池温度調節装置は、両端部の電池セルに隣接する流路に対しほぼ均等に温度調節媒体を流すことができる。

上記の電池温度調節装置の他の一態様では、前記整流部は、中央部の電池セルに隣接する流路を開閉する位置に設置され、暖機時において、前記整流部は、当該流路を狭める。このようにすることで、電池温度調節装置は、暖機時において、両端部の電池セルに隣接した流路に対し、より集中的に温度調節媒体を流すことができる。

上記の電池温度調節装置の他の一態様では、前記整流部は、中央部の電池セルに隣接する流路と両端部の電池セルに隣接する流路とを開閉する位置に設置され、暖機時において、前記整流部は、中央部の電池セルに隣接する流路を狭め、冷却時において、前記整流部は、両端部の電池セルに隣接する流路を狭める。この態様では、電池温度調節装置は、暖機時には、中央部の電池セルに隣接する流路を狭めることで両端部の電池セルに隣接した流路に対し積極的に温度調節媒体を流す。また、電池温度調節装置は、冷却時には、両端部の電池セルに隣接する流路を狭めることで中央部の電池セルに隣接した流路に対し積極的に温度調節媒体を流す。このようにすることで、電池温度調節装置は、暖機時では、低温になりやすい両端部の電池セルを優先的に暖機し、冷却時では、高温になりやすい中央部の電池セルを優先的に冷却することができる。

上記の電池温度調節装置の他の一態様は、冷却時と暖機時とで前記温度調節媒体が流れる流路が異なる。暖機時において、電池温度調節装置は、電池セルの最低温度を上げるため、低温である両端部の電池セルを優先的に暖機する必要がある。一方、冷却時において、電池温度調節装置は、高温である中央部の電池セルを優先的に冷却する必要がある。従って、電池温度調節装置は、暖機時と冷却時で温度調節媒体を流す流路を異ならせることで、電池セルを適切に暖機及び冷却することが可能となる。

上記の電池温度調節装置の他の一態様は、前記温度調節媒体の流動方向を制御する制御手段をさらに備え、前記整流部は、前記流動方向に従って前記温度調節媒体の流力により位置が移動し、前記制御手段は、冷却時と暖機時とで前記流動方向を変えることで、前記温度調節媒体が流れる流路を異ならせる。制御手段は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、温度調節媒体の流動方向を制御する。整流部は、流動方向に従って温度調節媒体の流力により位置が移動する。そして、制御手段は、冷却時と暖機時とで温度調節媒体の流動方向を変える。このようにすることで、電池温度調節装置は、冷却時と暖機時とで温度調節媒体が流れる流路を変えることができる。

上記の電池温度調節装置の他の一態様は、前記整流部と電気的に接続し、前記整流部の位置を制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、冷却時と暖機時とで前記整流部の位置を変えることで、前記温度調節媒体が流れる流路を異ならせる。この態様では、制御手段は、例えば、ＥＣＵであり、整流部と電気的に接続し、整流部の位置を制御する。そして、制御手段は、冷却時と暖機時とで前記整流部の位置を変える。このようにすることで、電池温度調節装置は、冷却時と暖機時とで温度調節媒体が流れる流路を変えることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態について説明する。

（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る電池温度調節装置１００の概略構成図を示す。なお、図中の実線矢印は空気の流れを示し、破線矢印は信号の入出力を示している。

電池温度調節装置１００は、主に、吸入通路１と、ブロア２と、電池３と、電池温度センサ４と、収納ケース５と、排気通路６と、ＥＣＵ１０と、を備える。電池温度調節装置１００は、例えば、ハイブリッド車両（ＨＶ車）や電気自動車（ＥＶ車）などに搭載される。

ブロア２は、キャビン（車室）の空気を吸入通路１から吸入して、当該空気を電池３に対して送風可能に構成されている。ブロア２は、ＥＣＵ１０から供給される制御信号Ｓ１によって動作などが制御される。電池３は、二次電池などで構成され、車両内の構成要素における電源として機能する。電池３は、後述するように、直列接続された複数の電池セルからなる。電池温度センサ４は、電池３の温度（電池温度）を検出可能に構成されたセンサであり、検出した電池温度に対応する検出信号Ｓ２をＥＣＵ１０に供給する。

収納ケース５は、電池３を収納するためのケースである。収納ケース５は、吸入通路１と、排気通路６とに接続する。吸入通路１上には、ブロア２が設置されている。吸入通路１は、ブロア２の駆動により発生した風（以後、「ブロア風」と呼ぶ。）を収納ケース５内に送る。排気通路６は、電池３を暖機または冷却したブロア風を収納ケース５外へ排出する。

ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えて構成され、主に、キャビンの空気を電池３に送風することで電池３の暖機が行われるように、ブロア２に対して制御を行う（即ち、ブロア２に対して制御信号Ｓ１を供給する）。この場合、ＥＣＵ１０は、一例として、電池温度センサ４から供給される検出信号Ｓ２に基づいて、ブロア２を駆動させる。

（収納ケース内の構成）
次に、収納ケース５内の構成について具体的に説明する。図２は、収納ケース５内の上面図の一例である。図２に示すように、収納ケース５内には、電池セル３ａ乃至３ｊと、拘束プレート７と、整流板１１と、が存在する。矢印は空気の流れを示す。

電池セル３ａ乃至３ｊは、収納ケース５内にブロア風が吸入通路１から流入する向きと等しい向きに所定の間隔で並べられている。即ち、電池セル３ａ乃至３ｊが並ぶ方向と、ブロア風の風向きとは平行である。電池セル３ａ乃至３ｊのうち、両端またはその付近に配列された電池セル（ここでは、電池セル３ａ、３ｂ、３ｉ、３ｊ）を、以後、「両端部の電池セル」と呼び、両端部の電池セルより内側（中央寄り）に配置される電池セル（ここでは、電池セル３ｃ乃至３ｈ）を、以後、「中央部の電池セル」と呼ぶ。

電池セル３ａと電池セル３ｂとの間には、空気が流通可能な流路９ａｂが形成される。同様に、電池セル３ｂ乃至３ｊ間に、流路９ｂｃ乃至９ｉｊが形成される。以後、両端部の電池セルに隣接する流路（ここでは、流路９ａｂ、９ｂｃ、９ｈｉ、９ｉｊ）を、以後、「両端部の流路」と呼び、両端部の電池セルに隣接せず、中央部の電池セルに隣接する流路（ここでは、流路９ｃｄ乃至９ｇｈ）を、以後、「中央部の流路」と呼ぶ。

拘束プレート７は、電池セル３ａ乃至３ｊの位置を固定する部材である。拘束プレート７は、収納ケース５内で固定されている。拘束プレート７は、図２において図示しない金属性のバンド等により電池３を挟みこむように固定する。この形態の具体例について図３を用いて説明する。図３は、拘束プレート７によって固定された電池セル３ａ乃至３ｊの斜視図の一例である。図３に示すように、電池セル３ａ乃至３ｊは、２つの拘束プレート７の間に挟み込まれるように金属バンド７ｘによって固定されている。言い換えると、金属バンド７ｘは、拘束プレート７と電池セル３ａ乃至３ｊとを一括りにして縛るように、これらの外周に巻きついている。

整流板１１は、風の向きを調節する板（プレート）である。本実施形態において、整流板１１は、一端が収納ケース５に固定された状態で流路９ａｂにブロア風を供給可能な位置に配置されている。即ち、整流板１１ａは、その固定されていない端部が流路９ａｂの方向を向いている。

同様に、整流板１１ｂは、流路９ｂｃにブロア風を供給可能な位置に配置され、整流板１１ｃは、流路９ｈｉにブロア風を供給可能な位置に配置され、整流板１１ｄは、流路９ｉｊにブロア風を供給可能な位置に配置されている。即ち、整流板１１ａ乃至１１ｄは、流路９ａｂ乃至９ｉｊのうち、両端部の流路９ａｂ、９ｂｃ、９ｈｉ、９ｉｊにブロア風を積極的に（優先的に）供給するように配置される。

このようにすることで、電池温度調節装置１００は、両端部の電池セル３ａ、３ｂ、３ｉ、３ｊを、中央部の電池セル３ｃ乃至３ｈよりも、優先的に暖機することができる。これについて補足する。図４は、配列順に番号付けされた２８個の電池セルに対する電池セルの番号（セル番号）と電池セルの温度（セル温度）との関係を示す。図４において、電池３は、各電池セルの温度のうち最低温度（以後、「電池セルの最低温度」と呼ぶ。）が−３０℃から−１０℃になるまで加熱されている。図４に示すように、両端部の電池セルの昇温が中央部の電池セルの昇温に比べ遅い。また、一般に、直列接続された電池セルの低温時での入出力性能（充電及び放電の性能）は、電池セルの最低温度に影響を受ける。従って、電池温度調節装置１００は、両端部の電池セルを中央部の電池セルよりも優先的に暖機することで、電池セルの最低温度を効率的に昇温させ、電池セルの入出力性能を向上させることができる。

次に、整流板１１の構造について図２及び図５を用いて説明する。以後、両端部の電池セルのうち先にブロア風が到達する位置にある１または複数の電池セル（ここでは、電池セル３ａ、３ｂとする。）を、「第１端部の電池セル」と呼び、後にブロア風が到達する位置にある１または複数の電池セル（ここでは、電池セル３ｉ、３ｊとする。）を「第２端部の電池セル」と呼ぶ。

図２に示すように、第１端部の電池セル３ａ、３ｂに隣接する流路にブロア風が流れるように配置された整流板１１ａ、１１ｂのうち、ブロア風の流入方向（図２の矢印の方向）に対し後方の整流板１１ｂは前方の整流板１１ａよりも長い。より具体的には、整流板１１ｂは、収納ケース５で固定される端部（端線）と、その端部の反対側の端部（端線）との距離Ｌｂ（以後、「整流板の長さ」と呼ぶ。）が、整流板１１ａの長さＬａよりも長い。言い換えると、整流板１１ａの可動範囲により形成される円（扇形）の半径は、整流板１１ｂの可動範囲により形成される円の半径よりも小さい。これにより、整流板１１ｂは、整流板１１ａを通り抜けたブロア風を流路９ｂｃに流すことができる。即ち、電池温度調節装置１００は、整流板１１ａの長さＬａと整流板１１ｂの長さＬｂとを適切に設定することにより、流路９ａｂに流れるブロア風の風量と、流路９ｂｃに流れるブロア風の風量とを、調整することができる。なお、整流板１１ａ、１１ｂの長さと、流路９ａｂ、９ｂｃに流れる風量との関係は、例えば、実験または理論的に導出する。

同様に、第２端部の電池セル３ｉ、３ｊに隣接する流路にブロア風が流れるように配置された整流板１１ｃ、１１ｄのうち、ブロア風の流入方向に対し後方の整流板１１ｄの長さは、前方の整流板１１ｃの長さよりも長い。これにより、電池温度調節装置１００は、流路９ｈｉと流路９ｉｊとにブロア風を流すことができる。

このように、整流板１１ａ乃至１１ｄの長さに差を設けることで、電池温度調節装置１００は、両端部の流路９ａｂ、９ｂｃ、９ｈｉ、９ｉｊにブロア風を優先的に流すことができ、両端部の電池セル３ａ、３ｂ、３ｉ、３ｊを優先的に暖機することができる。なお、電池温度調節装置１００は、整流板１１ａ乃至１１ｄの長さを調節することにより、両端部の電池セルの中でも端（外側）に位置する電池セルほど積極的に暖機してもよい。具体的には、電池温度調節装置１００は、最も端に存在する流路９ａｂ、９ｉｊに流れるブロア風の風量を最も多くし、流路９ｂｃ、９ｈｉに流れるブロア風の風量を、流路９ａｂ、９ｉｊに流れるブロア風の風量よりも少なく、かつ中央部の流路９ｃｄ乃至９ｇｈよりも多くする。

また、本実施形態において、整流板１１は可動式となっている。これにより、冷却時など両端部の電池セルを積極的に暖機する必要がない場合に、整流板１１に起因するブロア風の不要な圧力損失を防ぐことができる。これについて、図５（ａ）を用いて説明する。図５（ａ）は、整流板１１ａの拡大図の一例を示す。図５（ａ）に示すように、整流板１１ａは、固定された端部１１ａｘを有し、端部１１ａｘを中心に反対側の端部１１ａｙは弧を描くように（円状に）移動することができる。そして、整流板１１ａの近傍には、整流板１１ａの動きを制限するためのストッパ１２が収納ケース５に固定されている。従って、整流板１１ａは、ストッパ１２により可動範囲が制限される。また、本実施形態において、整流板１１ａ乃至１１ｄは、風力によりその位置が変動する。従って、整流板１１ａは、ブロア２が稼働していない状態で、例えば破線１１ｘの位置に存在する。

さらに、整流板１１ａは、ブロア風により破線１１ｘの位置からストッパ１２と接触する位置へ移動するため、端部１１ａｙが盛り上がるように曲折していてもよい。図５（ｂ）は、整流板１１ａが曲折した端部１１ａｙを有する場合の一例を示す。端部１１ａｙが曲折することにより、整流板１１ａは、図５（ｂ）のように横たわった状態であっても、吸入通路１から流入するブロア風を受ける面積が多くなる。これにより、整流板１１ａは、ブロア風の風力により、ストッパ１２と接触する位置に移動することができる。なお、その代わりに整流板１１は、電動式であってもよい。この場合、整流板１１は、ＥＣＵ１０と電気的に接続し、ＥＣＵ１０の制御信号に基づき端部１１ａｘを中心に回転する。

次に、本実施形態における効果について補足する。図２に示すように、電池セルに隣接する流路に対して吸入通路１が交差する場合、吸入通路１から供給されるブロア風は、整流板１１が設置されていない状態では、第１端部の電池セルに隣接する流路（ここでは、流路９ａｂ、９ｂｃ）に特に流入しにくい。従って、この場合、第１端部の電池セルは、他の電池セルに比べ、ブロア２が駆動している暖機中であっても低温になりやすい。これに対し、第１実施形態における電池温度調節装置１００は、整流板１１ａ、１１ｂを設け、その整流板の長さを適切に設定することで、流路９ａｂ、９ｂｃにブロア風を積極的に流し、第１端部の電池セルを中央部の電池セルよりも優先的に暖機する。これにより、電池温度調節装置１００は、電池セルの最低温度を効率的に昇温させ、電池セルの入出力性能を向上させることができる。

なお、図２に示す電池温度調節装置１００の構成は一例であり、本発明が適用可能な構成は必ずしもこれに限定されない。例えば、電池３は、１０個の電池セル３ａ乃至３ｊから構成されていたが、より多く、またはより少ない電池セルにより構成されていてもよい。また、電池３が有する電池セルの総数等に基づき整流板１１の設置する数を変更してもよい。例えば、本実施形態において、整流板１１を４つ配置したが、これに限らず、流路９ｃｄ及び流路９ｇｈにブロア風を供給可能な整流板１１を別個に２つ配置してもよい。この場合、第１端部の電池セル側に新たに設置された整流板１１の長さは、整流板１１ｂの長さＬｂより大きく設定される。そして、電池温度調節装置１００は、例えば、最も端に存在する流路９ａｂ、９ｉｊに流れるブロア風の風量を最も多くし、流路９ｂｃ、９ｈｉに流れるブロア風の風量を次に多くし、流路９ｃｄ、９ｇｈに流れるブロア風の風量を流路９ｂｃ、９ｈｉに流れるブロア風の風量よりも少なく、かつ流路９ｄｅ乃至９ｆｇに流れるブロア風の風量よりも多くする。

（変形例）
上述の実施形態では、電池温度調節装置１００は、キャビンの空気を利用してブロア２により電池３を暖機する風を生成していた。しかし、本発明が適用可能な構成はこれに限らず、例えば、電池温度調節装置１００は、液体（水）などの流体により電池３を暖機してもよい。この場合、ブロア２の代わりにポンプ等が設置される。そして、電池温度調節装置１００は、上述の実施形態と同様に、整流板１１を設置することで、両端部の流路に優先的に流体を流すことができる。なお、この変形例は、以後の実施形態においても適用可能である。

[第２実施形態]
上述の実施形態では、両端部の流路の近傍に整流板１１を設置することで、中央部の流路よりも両端部の流路に優先的にブロア風を流していた。これに対し、第２実施形態では、中央部の流路を塞ぐ整流板（以後、「遮風プレート」と呼ぶ。）を設置することで、電池温度調節装置１００は、より両端部の流路にブロア風を流すのを促進することができる。

図６（ａ）は、第２実施形態における収納ケース５内の上面図の一例である。図６（ａ）に示すように、電池温度調節装置１００では、整流板１１の他に、複数の遮風プレート１３が収納ケース５内に設置されている。遮風プレート１３は、中央部の流路を塞ぐように設置されている。具体的には、図６（ａ）において、遮風プレート１３ａは、流路９ｃｄを塞ぐように設置され、遮風プレート１３ｂは、流路９ｄｅを塞ぐように設置され、遮風プレート１３ｃは、流路９ｅｆを塞ぐように設置され、遮風プレート１３ｄは、流路９ｆｇを塞ぐように設置され、遮風プレート１３ｅは、流路９ｇｈを塞ぐように設置される。このようにすることで、電池温度調節装置１００は、中央部の流路９ｃｄ乃至９ｇｈにブロア風が流れない分、両端部の流路である流路９ａｂ、９ｂｃ、９ｈｉ、９ｉｊにより多くのブロア風を送ることができる。従って、電池温度調節装置１００は、両端部の電池セルをより積極的に暖機することができる。

また、本実施形態において、遮風プレート１３は、整流板１１と同様に可動式である。具体的には、遮風プレート１３は、電池セルに固定された端部を有し、固定された端部を中心に反対側の端部が円状に（弧を描くように）回転可能である。

図６（ｂ）は、遮風プレート１３ａ、１３ｂの近傍を拡大した図である。図６（ｂ）に示すように、暖機時において、遮風プレート１３ａは、破線１３ａｘの位置から流路９ｃｄを塞ぐように移動する。同様に遮風プレート１３ｂは、破線１３ｂｘの位置から流路９ｄｅを塞ぐ位置へ移動する。遮風プレート１３は、整流板１１と同様に、ブロア風の風力により位置が変動する。その代わりに、整流板１１を電動式とし、ＥＣＵ１０の制御信号に基づき回転動作するように構成してもよい。このように、遮風プレート１３を可動式にすることで、電池温度調節装置１００は、不要に流路を遮断することを防ぐことができる。

[第３実施形態]
上述の実施形態では、両端部の電池セルを積極的に加熱するため、両端部の流路にブロア風が流れるように整流板１１や遮風プレート１３を設置していた。しかし、電池３が加熱した場合には電池３の冷却が必要となる。この場合、中央部の電池セルほど高温になるため、両端部の流路よりも中央部の流路に対して優先的にブロア風を送る必要がある。そこで、第３実施形態においては、電池温度調節装置１００は、風動式の整流板１１及び遮風プレート１３を備え、暖機時と冷却時とでブロア風の流動方向を変える。これにより、電池温度調節装置１００は、暖機時と冷却時とでブロア風が流れる流路を異ならせ、電池３の暖機及び冷却の両方を適切に実行する。

図７は、第３実施形態における収納ケース５内の上面図の一例である。具体的には、図７（ａ）は、暖機時における収納ケース５内の状態を示し、図７（ｂ）は、電池３の冷却時における収納ケース５内の状態を示す。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、収納ケース５内には、図６（ａ）と同様に、整流板１１及び遮風プレート１３が夫々配置されている。整流板１１及び遮風プレート１３は、ブロア風の風力により位置が変動する。具体的には、ブロア２は、ＥＣＵ１０の制御に基づき、暖機時に吸入通路１から収納ケース５へブロア風を流す。このときのブロア２の（プロペラの）回転方向を、以後、「正回転」と呼ぶ。そして、このとき、ブロア風の流動方向は、吸入通路１から排気通路６へと向かう方向になる。そして、整流板１１は、ブロア風の流動方向に従い、ストッパ１２と接触する位置に移動する。そして、遮風プレート１３は、ブロア風の流動方向に従い、中央部の流路を塞ぐ位置に移動する。即ち、電池温度調節装置１００は、ブロア２を正回転することで、ブロア風の風力（流力）により図７（ａ）に示すような状態になる。これにより、両端部の流路９ａｂ、９ｂｃ、９ｈｉ、９ｉｊにブロア風が集中して流れるため、電池温度調節装置１００は、昇温が遅い両端部の電池セルを優先的に暖機することができる。

一方、冷却時では、ブロア２は、プロペラが正回転とは反対の回転（以後、「逆回転」と呼ぶ。）をするようにＥＣＵ１０により制御される。つまり、ブロア２は、収納ケース５から吸入通路１への風向きが生じるように逆回転する。その結果、冷却時でのブロア風の流動方向は、暖機時でのブロア風の流動方向と異なる。そして、整流板１１は、ブロア風の流動方向に従って、ストッパ１２と離れて収納ケース５内に横たわった状態に移行する。そして、遮風プレート１３は、ブロア風の流動方向に従い、電池セルの側面と対向するように約１８０度回転する。即ち、電池温度調節装置１００は、ブロア２を逆回転することで、ブロア風の風力により図７（ｂ）に示すような状態に移行する。このようにすることで、冷却時において、ブロア風は、流路９ａｂ乃至９ｉｊへ流れる。即ち、ブロア風が流れる流路は、暖機時と冷却時とで異なり、中央部の流路も含まれる。従って、電池温度調節装置１００は、冷却時では、中央部の電池セル３ｃ乃至３ｈも冷却することが可能となる。

以上のように、電池温度調節装置１００は、整流板１１及び遮風プレート１３を風動式にし、暖機時と冷却時とでブロア風の流動方向を変えることで、暖機時と冷却時とでブロア風が流れる流路を異ならせることができる。これにより、電池温度調節装置１００は、電池３の暖機及び冷却の両方を適切に実行することができる。なお、電池温度調節装置１００は、冷却時にブロア２を逆回転させる代わりに、排気通路６に別個のブロアを設置しておき、冷却時にＥＣＵ１０の制御に基づき駆動させてもよい。これによっても、電池温度調節装置１００は、冷却時と暖機時とでブロア風の流動方向を変えることができる。

[第４実施形態]
第３実施形態において、電池温度調節装置１００は、ブロア２を逆回転させ、ブロア風の流動方向を暖機時と変えることにより、電池３の冷却を実行していた。これに対し、第４実施形態の電池温度調節装置１００は、冷却時に、ブロア２を正回転させることで逆回転の場合に比べより強いブロア風を生成し、かつ電気的に整流板を移動させることで中央部の流路にブロア風を優先的に流す。

図８は、第４実施形態における収納プレート５内の上面図の一例である。より具体的には、図８（ａ）は、暖機時における収納プレート５内の構成を示し、図８（ｂ）は、冷却時における収納プレート５内の構成を示す。図８（ａ）及び図８（ｂ）において、電池温度調節装置１００は、電池セル３ａ乃至３ｊ上に設置された整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊを有する。整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊは、電池セルに固定された端部を軸に動作可能な電動式のプレートであり、流路９ａｂ乃至９ｉｊに流れるブロア風の流通を調整する。以後、整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊが流路９ａｂ乃至９ｉｊを塞いだ状態を、「整流板が流路を閉じた状態」であると表現し、整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊが電池セルの並ぶ方向と所定の角度（例えば、３０度乃至９０度）を形成し、流路９ａｂ乃至９ｉｊにブロア風が流入可能な状態を「整流板が流路を開いた状態」であると表現する。

本実施形態において、整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊは、ＥＣＵ１０の制御に基づき動作する。この仕組みの具体例を以下に説明する。電池温度調節装置１００は、第１のアクチュエータ２０と、第２のアクチュエータ２１とを有する。そして、第１のアクチュエータ２０は、中央部の流路の開閉を制御するための整流板１５ｃｄ、１５ｄｅ、１５ｅｆ、１５ｆｇ、及び１５ｇｈ（以後、「第１プレート群」と呼ぶ。）と、接続部２０ｘを介して接続する。同様に、第２のアクチュエータ２１は、両端部の流路の開閉を制御するための整流板１５ａｂ、１５ｂｃ、１５ｈｉ、及び１５ｉｊ（以後、「第２プレート群」と呼ぶ。）と、接続部２１ｘを介して接続する。そして、第１のアクチュエータ２０は、ＥＣＵ１０の制御信号に基づき第１プレート群の開閉を制御する。第１のアクチュエータ２０は、接続部２０ｘを押し引きすることで、例えばブラインドシャッター等と同様の原理で第１プレート群の開閉を行う。同様に、第２のアクチュエータ２１は、ＥＣＵ１０の制御信号に基づき第２プレート群の開閉を制御する。

そして、図８（ａ）に示すように、暖機時において、第１のアクチュエータ２０は、中央部の流路を塞ぐように第１プレート群をそれぞれ閉じる。そして、暖機時において、第２のアクチュエータ２１は、ブロア風が両端部の流路に流れるように第２プレート群をそれぞれ開く。このようにすることで、ブロア風は、暖機時において、両端部の流路に集中して流れる。従って、電池温度調節装置１００は、特に低温な両端部の電池セル３ａ乃至３ｃ、３ｈ乃至３ｊを中央部の電池セル３ｄ乃至３ｇより優先して暖機することができる。

一方、図８（ｂ）に示すように、冷却時において、第１のアクチュエータ２０は、ブロア風が中央部の流路に流れるように第１プレート群をそれぞれ開く。そして、冷却時において、第２のアクチュエータ２１は、両端部の流路を塞ぐように第２プレート群をそれぞれ閉じる。このようにすることで、ブロア風は、冷却時において、中央部の流路に集中して流れる。即ち、冷却時にブロア風が流れる流路は、暖機時にブロア風が流れる流路と異なる。従って、電池温度調節装置１００は、特に冷却時において適温（冷却時の目標温度）より高温となる中央部の電池セル３ｃ乃至３ｈを両端部の電池セル３ａ、３ｂ、３ｉ、３ｊより優先して冷却することができる。

なお、電池温度調節装置１００は、各整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊの開閉量をそれぞれ段階的に変えてもよい。この場合、暖機時において、電池温度調節装置１００は、例えば整流板１５ｃｄ、１５ｇｈを完全には閉じず、開いた状態と閉じた状態の中間状態に移動させ、さらに整流板１５ｄｅ、１５ｆｇを上述の中間状態と閉じた状態とのさらに中間状態に移動させる。このようにすることで、電池温度調節装置１００は、中央に位置する電池セル３ｅ、３ｆを最も弱く暖機し、両端に位置する電池セル３ａ、３ｊを最も強く暖機するように、最も中央に位置する流路９ｅｆから最も端に位置する流路９ａｂ、９ｉｊまでのブロア風の風量を徐々に増やすことができる。即ち、電池温度調節装置１００は、両端に位置する電池セル３ａ、３ｊから中央に位置する電池セル３ｅ、３ｆまでを段階的に暖機することができる。冷却時においても同様に、電池温度調節装置１００は、整流板１５ｅｆから整流板１５ａｂまで、及び整流板１５ｅｆから整流板１５ｉｊまでの状態を段階的に開状態、閉状態、及びその中間状態にする。これにより、電池温度調節装置１００は、中央に位置する電池セル３ｅ、３ｆを最も優先的に冷却し、両端に位置する電池セル３ａ、３ｊの冷却を最も弱めるように、中央に位置する電池セル３ｅ、３ｆから両端に位置する電池セル３ａ、３ｊまでを段階的に冷却することができる。

[第５実施形態]
第４実施形態において、電池温度調節装置１００は、複数のアクチュエータにより整流板１５ａｂ乃至１５ｉｊの開閉を調節していた。一方、第５実施形態に係る電池温度調節装置１００は、所定の間隔でくり抜かれた（貫通した）空洞の窓を有し、かつ電池セルが並ぶ方向と平行にスライド可能な整流板を電池セルに沿うように１つ設置する。これにより、電池温度調節装置１００は、１つのアクチュエータのみを使用して流路の開閉を行い、各流路の風量を調節する。

図９は、第５実施形態における収納プレート５内の上面図の一例である。具体的には、図９（ａ）は、暖機時における収納プレート５内の状態を示し、図９（ｂ）は、冷却時における収納プレート５内の状態を示す。図９（ａ）に示すように、収納ケース５内にはスライド式プレート３０が配置される。スライド式プレート３０は、流路９ａｂ乃至９ｉｊの開閉を調節するための整流板である。スライド式プレート３０は、アクチュエータ２２と接続している。アクチュエータ２２は、ＥＣＵ１０の制御信号に基づき、スライド式プレート３０を電池セルの並ぶ方向と平行に押し引きする。

図１０は、図９に示すスライド式プレート３０を側面視した図である。具体的には、図１０（ａ）は図９（ａ）に対応し、図１０（ｂ）は図９（ｂ）にそれぞれ対応する。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、スライド式プレート３０は、打ち抜かれた複数の窓（空洞部分）３０ｘを有する。そして、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、暖機時には、スライド式プレート３０の窓３０ｘと、流路９ａｂ、９ｂｃ、９ｈｉ、９ｉｊとが重なっている。即ち、第５実施形態に係る電池温度調節装置１００は、暖機時に、両端部の流路にブロア風が流入可能に構成されている。そして、暖機時において、中央部の流路９ｃｄ乃至９ｇｈは、スライド式プレート３０により遮風される。このように、第５実施形態に係る電池温度調節装置１００は、暖機時において、両端部の流路にブロア風を流すことができ、両端部の電池セルを積極的に暖機することが可能である。

一方、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、冷却時では、スライド式プレート３０は、アクチュエータ２２により、吸入通路１の方向へ押し出されている。これにより、スライド式プレート３０と、電池セル３ａ乃至３ｊ及び流路９ａｂ乃至９ｉｊとの相対位置が変化する。具体的には、冷却時には窓３０ｘと流路９ｂｃ乃至９ｇｈとが重なっている。即ち、第５実施形態に係る電池温度調節装置１００は、冷却時では、中央部の流路にブロア風が流入可能に構成されている。そして、両端部の流路９ａｂ、９ｈｉ、９ｉｊ、９ｂｃの一部、及び９ｇｈの一部は、スライド式プレート３０により遮風されている。このように、第５実施形態に係る電池温度調節装置１００は、冷却時において、中央部の流路にブロア風を流すことができ、中央部の電池セルを積極的に冷却することが可能である。

なお、冷却時または暖機時におけるスライド式プレート３０の位置は、図９、図１０の場合に限らない。例えば、図９（ａ）及び図１０（ａ）の位置から微量だけスライド式プレート３０を移動させることで、暖機時においても、中央部の流路は完全に遮断されない。即ち、電池温度調節装置１００は、暖機時において、両端部の電池セルを優先的に暖機しつつ、中央部の電池セルについても暖機することができる。同様に、冷却時では、スライド式プレート３０を図９（ｂ）及び図１０（ｂ）の位置から微量だけずらすことで、電池温度調節装置１００は、中央部の電池セルを優先的に冷却しつつ、両端部の電池セルについても冷却することができる。

以上のように、第５実施形態に係る電池温度調節装置１００は、ＥＣＵ１０の制御に基づきスライド式プレート３０をスライドさせることで、ブロア風が流れる流路を調節することができる。具体的には、電池温度調節装置１００は、暖機時にはブロア風を両端部の流路へ流通させることができ、冷却時にはブロア風を中央部の流路へ流通させることができる。従って、電池温度調節装置１００は、暖機時及び冷却時のそれぞれの場合に、ブロア風を適切な流路へ流すことが可能となる。

電池温度調節装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態に係る電池温度調節装置の収納ケース内の上面図の一例である。 拘束プレートにより固定された電池セルの斜視図の一例である。 電池セルの配列番号とそれに対応するセル温度との関係を示すグラフである。 整流板の近傍を拡大した図である。 第２実施形態に係る電池温度調節装置の収納ケース内の上面図の一例である。 第３実施形態に係る電池温度調節装置の収納ケース内の上面図の一例である。 第４実施形態に係る電池温度調節装置の収納ケース内の上面図の一例である。 第５実施形態に係る電池温度調節装置の収納ケース内の上面図の一例である。 第５実施形態に係るスライド式プレートの側視図の一例である。

符号の説明

１ 吸入通路
２ ブロア
３ 電池
４ 電池温度センサ
５ 収納ケース
６ 排気通路
１１、１５ 整流板
１２ ストッパ
１３ 遮風プレート
２０、２１、２２ アクチュエータ
３０ スライド式プレート

Claims (7)

1. 温度調節媒体が流入する収納ケースと、
   前記収納ケース内に所定の間隔で並べられた複数の電池セルと、
   前記収納ケース内に形成された複数の流路と、
   温度調節媒体の流れを調節する１または複数の整流部と、を備え、
   暖機時において、前記電池セルのうち中央部の電池セルに隣接する流路よりも、前記電池セルのうち両端部の電池セルに隣接する流路に温度調節媒体が多く流れるように前記整流部が配置されることを特徴とする電池温度調節装置。
2. 前記収納ケースは、前記電池セルが並ぶ方向に沿って前記温度調節媒体が流入し、
   端部の電池セルに隣接する流路に前記温度調節媒体が流れるように配置された整流部のうち、前記温度調節媒体の流入方向に対し後方に位置する整流部は、前方に位置する整流部よりも長い請求項１に記載の電池温度調節装置。
3. 前記整流部は、中央部の電池セルに隣接する流路を開閉する位置に設置され、
   暖機時において、前記整流部は、当該流路を狭める請求項１に記載の電池温度調節装置。
4. 前記整流部は、中央部の電池セルに隣接する流路と両端部の電池セルに隣接する流路とを開閉する位置に設置され、
   前記整流部は、暖機時において中央部の電池セルに隣接する流路を狭め、冷却時において両端部の電池セルに隣接する流路を狭める請求項１に記載の電池温度調節装置。
5. 冷却時と暖機時とで前記温度調節媒体が流れる流路が異なる請求項１に記載の電池温度調節装置。
6. 前記温度調節媒体の流動方向を制御する制御手段をさらに備え、
   前記整流部は、前記流動方向に従って前記温度調節媒体の流力により位置が移動し、
   前記制御手段は、冷却時と暖機時とで前記流動方向を変えることで、前記温度調節媒体が流れる流路を異ならせる請求項５に記載の電池温度調節装置。
7. 前記整流部と電気的に接続し、前記整流部の位置を制御する制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、冷却時と暖機時とで前記整流部の位置を変えることで、前記温度調節媒体が流れる流路を異ならせる請求項５に記載の電池温度調節装置。

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