JP2013055019A - 組電池の温度調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷暖房の切替時におけるハンチングを抑制しながら複数の電池間の温度差を解消する。
【解決手段】複数の電池３１を収容する容器３０内に空気を導くファン２５とその空気を加熱するヒータ１１とを備えた組電池１０の温度調節装置であって、容器３０内に導かれた空気を外部へ放出する流れと容器３０内に導かれた空気をヒータ１１を通過して容器３０内へ循環させる流れとを切り替える流路切替手段２４と、電池３１の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサ３２と、温度センサ３２で検出された温度のうち最高温度と最低温度とに基づいて組電池１０を温度調節する温度制御手段１５ｅとを備え、温度制御手段１５ｅが、最高温度と最低温度との温度差が第一切替温度差以上のときに、ヒータ１１の作動を停止させファン２５を作動させた状態で流路切替手段２４によって容器３０内とヒータ１１との間に空気を循環させる温度均一化制御を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内に複数の電池を収容してなる組電池の温度調節装置に関する。

一般的に、電池の放電特性は電池の温度によって変化する。例えば、電池の温度が低温であるときには、放電可能な電池の容量が減少して十分な出力特性が得られない。そのため、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両のように電池の電力でモータを回転させて走行する車両の場合、冬場の走行や寒冷地での走行等といった低温環境下での走行時に発進性能や走行性能が低下し、十分な出力が得られないことがある。

反対に、温度が高温であるときには電池の自己放電が増加し、電池の残容量が低下しやすくなることが知られている。そのため、上記のような電動車両で減速時に回生発電を実施する場合に、環境温度や電池自体の発熱によって電池温度が過度に上昇すると、十分な回生エネルギを得ることができないことがある。また、高温状態での使用は電池の劣化が進行しやすくなり、電池の寿命低下を招く。
これらの事情から、電池には通常、その使用に適した温度範囲（すなわち、上限温度及び下限温度）が定められている。そして、走行用の電池を搭載した電動車両にあっては、車載の冷却，暖房装置等を利用して、電池温度を所定の温度範囲内に維持する制御手法が種々提案されている。

例えば、特許文献１には電池を冷却する技術が記載されている。この技術では、複数の電池セルを第１ケースに収納し、この第１ケースの外側に第２ケースを設け、組電池の使用時には第１ケース内のセルに送風し、組電池の使用終了後に所定時間だけ第２ケース内の第１ケースの外側に送風する。これにより、熱源の近くに組電池を配置しても、第１ケースの温度上昇を抑制することができ、第１ケース内の各セルの温度を均一に保つことができるとされている。

また、特許文献２には、電池のケース内を暖房する技術に関して、電気自動車の減速時に発生する回生エネルギを利用して電池を加熱する電気式ヒータを設けた二次電池の保温システムが記載されている。電気式ヒータは、各二次電池の底面に設けられ、二次電池の温度が所定の下限温度以下になると回生電力で二次電池を加熱している。これにより、簡単な構成で電池の保温を行うことができるとされている。

特許第４０８１８５６号公報 特開２００８−１０３１０８号公報

ところで、電池が収容された容器内を冷却又は暖房するには、特許文献１のように、容器内に空気を供給するため供給口と容器内から空気を排出する排気口とが設けられた容器を用いることが考えられる。このような容器内に収容された電池は、供給口から供給された冷たい空気や熱い空気により冷却又は加温されて、電池の温度がその使用に適した温度範囲内に保たれるように調節される。

このとき、例えば、特許文献１のように容器内に複数の電池セルが収容された電池モジュールを冷却する場合、供給口に近い上流側に配置された電池セルは、供給口から容器内に供給された冷たい空気を直接受けるため、冷却されやすく温度低下しやすい。しかし、排気口に近い下流側に配置された電池セルは、上流側の電池セルの周りを流通して温度上昇した空気により冷却されるため、温度低下しにくい。電池を暖房（加熱）する場合も同様であり、上流側に配置された電池は熱い空気で加温されて温度上昇しやすいが、下流側に配置された電池は、上流側の電池の周りを流通して温度低下した空気により加温されるため温度上昇しにくい。

このように、容器内に収容された複数の電池の温度を制御する際に、容器内に配置された電池の位置によって温度変化（温度上昇又は温度低下）しやすいものと温度変化しにくいものとがある場合、これらの電池の間に温度差が生じ、この状態で冷却又は暖房を継続すると電池間の温度差が拡大するおそれがある。電池間の温度差が大きくなると、所望の放電特性が得られずに入出力性能の低下を招いたり、充電性能が低下して電池の寿命低下を招く等の課題がある。また、電動車両に搭載された電池の場合に電池間の温度差が大きくなると、所望の発進性能や走行性能が得られず電費の悪化や組電池の寿命低下を招き、交換頻度が高まってコストがかかる等の課題もある。

また、例えば容器内に収容された複数の電池の温度をそれぞれ検出し、これらの検出温度に応じて電池の冷却及び暖房を切り替えることができる装置とした場合、上記のように電池間に温度差が生じると、電池の温度を適切に管理することが困難になり、冷却と暖房とが頻繁に繰り返し実施されるような制御ハンチングが生じ易いという課題がある。また、電池容器内の冷却と暖房とが頻繁に繰り返されると、ヒータのオンオフが繰り返され、ヒータに対する突入電流が大きくなってしまうという課題もある。

本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、容器内に複数の電池を収容してなる組電池において、冷暖房の切替時におけるハンチングを抑制しながら電池間の温度差を解消することができるようにした、組電池の温度調節装置を提供することを目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示する組電池の温度調節装置は、複数の電池を収容する容器内に空気を導くファンと、前記容器内へ流れる空気を加熱するヒータとを備えた組電池の温度調節装置であって、前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段とを備え、前記温度制御手段は、前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施することを特徴としている。
なお、前記最高温度とは、前記複数の電池のうち最も高温の電池の温度を意味する。同様に、前記最低温度とは、最も低温の電池の温度を意味する。言い換えると、前記容器内に分布する温度のうち最も高い温度が前記最高温度であり、最も低い温度が前記最低温度である。

（２）前記温度制御手段が、前記最高温度が所定の要冷却温度以上且つ前記最低温度が所定の要暖房温度よりも高い第一切替温度未満のときに、前記温度均一化制御を実施することが好ましい。
（３）前記温度制御手段が、前記最高温度が前記要冷却温度よりも低い第二切替温度以上且つ前記最低温度が前記要暖房温度未満のときに、前記温度均一化制御を実施することが好ましい。

（４）前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段を備え、前記温度制御手段が、前記温度差が前記第一切替温度差よりも高い第二切替温度差未満のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱温度均一化制御を実施することが好ましい。

（５）前記温度制御手段が、前記最低温度が所定の要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施することが好ましい。

（６）前記ヒータが段階的な強さを有するものであって、前記ヒータの強さを調整することにより前記容器内へ流れる空気の温度を制御するヒータ制御手段を備え、前記温度制御手段が、前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ファンを作動させ前記ヒータの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施することが好ましい。

（７）前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段を備え、前記温度制御手段が、前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施することが好ましい。

（８）前記温度制御手段が、前記温度差が前記第一切替温度差未満であって前記最高温度が所定の要冷却温度未満且つ前記最低温度が所定の要暖房温度以上のときに、前記ファン及び前記ヒータの作動を共に停止させて前記流路切替手段を現状の状態に保持する保持制御を実施することが好ましい。

本発明の組電池の温度調節装置によれば、複数の電池を有する組電池において、複数の温度センサにより検出した温度のうち最高温度と最低温度とを取得し、この最高温度と最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上であるときに温度均一化制御が実施される。この温度均一化制御は、ヒータの作動を停止させた状態で容器内とヒータとの間を空気が循環するように流路切替手段とファンとを制御するものであるため、電池に対して外部から熱量を加えたり取り除いたりすることなく（すなわち、暖房したり冷却したりすることなく）、複数の電池間の温度差を解消することができる。
すなわち、複数の電池間の温度差が第一切替温度差以上のときに、冷却制御や暖房制御ではなく温度均一化制御を実施するため、冷却制御と暖房制御とが繰り返されるようなことがなく（言い換えると、ハンチングの発生を抑制して）、確実に温度差を解消することができる。

一実施形態に係る組電池の温度調節装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る組電池の温度調節装置を備えた車両の構成図である。 電池の温度と制御内容との関係を説明するグラフであり、（ａ）は一実施形態に係る組電池の温度調節装置において実施される制御態様を示し、（ｂ）は従来の温度調節装置において実施されていた制御態様を示す。 一実施形態に係る組電池の温度調節装置による制御内容を示すフローチャートである。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．装置構成］
一実施形態に係る組電池の温度調節装置の構成について、図１〜図３を用いて説明する。本温度調節装置は、電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に用いて好適であり、ここではハイブリッド車に適用したものを例として説明する。

［１−１．全体構成］
図２は本温度調節装置を備えた車両の構成図である。図２に示すように、車両１は、エンジン（ＥＮＧ）２の出力軸（回転軸）２ａにクラッチ３を介して電動発電機（以下、電動機ともいう）４の回転軸４ａが接続され、電動機４の回転軸４ａに変速機（Ｔ／Ｍ）５の入力軸５ａが直結されたパラレル式ハイブリッド自動車として構成されている。また、変速機５の出力軸５ｂは、プロペラシャフト６，図示しないディファレンシャル及びドライブシャフトを介して左右の駆動輪７に接続されている。したがって、クラッチ３が接続されているときには、エンジン２の出力軸２ａと電動機４の回転軸４ａの双方が駆動輪７と機械的に接続され、クラッチ３が切断されているときには、電動機４の回転軸４ａのみが駆動輪７と機械的に接続された状態となる。

電動機４は、バッテリ（組電池）１０に蓄えられた直流電力がインバータ８によって交流電力に変換されて供給されることにより電動機（モータ）として作動し、その駆動力が変速機５によって適切な速度に変換された後に駆動輪７に伝達される。また、車両減速時には、電動機４が発電機として作動し、駆動輪７の回転による運動エネルギが変速機５を介して電動機４に伝達され、交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ８によって直流電力に変換された後、バッテリ１０に充電され、駆動輪７の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。

一方、エンジン２の駆動力は、クラッチ３が接続されているときに電動機４の回転軸４ａを経由して変速機５に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪７に伝達される。したがって、エンジン２の駆動力が駆動輪７に伝達されているときに電動機４がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動力と電動機４の駆動力とがそれぞれ駆動輪７に伝達される。すなわち、車両１の駆動のために駆動輪７に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残りが電動機４から供給される。

また、バッテリ１０の充電率が低下してバッテリ１０を充電する必要があるときには、電動機４が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機４を駆動する。これにより発電が行われ、発電された交流電力がインバータ８によって直流電力に変換された後にバッテリ１０に充電される。なお、バッテリ１０の近傍には、バッテリ１０内を暖房するためのヒータ１１が設けられている。

また、車両１には、上記の駆動系及び発電系の装置とは別に、車室内の空気の温度を調節するためのエアコン（Ａ／Ｃ）９が設けられている。また、車両１にはこれら装置を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）が設けられている。すなわち、車両１には、エンジン２を制御するエンジンＥＣＵ（ＥＮＧ＿ＥＣＵ）１２，インバータ８を制御するインバータＥＣＵ１３，エアコン９を制御するエアコンＥＣＵ（Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ）１４，バッテリ１０の管理やヒータ１１の制御等を行う車両ＥＣＵ１５がそれぞれ設けられている。車両ＥＣＵ１５は、エンジンＥＣＵ１２，インバータＥＣＵ１３及びエアコンＥＣＵ１４を通じて車両１の統合制御も実施する。各ＥＣＵ１２〜１５は、メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）及びＣＰＵ等で構成されるコンピュータである。
なお、エンジンＥＣＵ１２，インバータＥＣＵ１３及びエアコンＥＣＵ１４の各機能については、周知の技術を適用可能であるため、詳細については省略する。

［１−２．温度調節装置の構成］
図１は本温度調節装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、車室１ａ内には、バッテリ１０，ヒータ１１，車両ＥＣＵ１５及び配管２０が設けられ、車室１ａ外には、エアコンＥＣＵ１４，配管１７及び１８，配管１７内に配置されたエアコンブロア９ａ及びエアコン側シャッタバルブ９ｂが設けられる。配管１７は車室１ａ内へ外気を導入する通路となるものであり、配管１８は車室１ａ内の空気を配管１７へ循環させる通路となる配管である。エアコン側シャッタバルブ９ｂはこれら配管１７及び１８の接続部分に設けられ、エアコンＥＣＵ１４により制御されて空気の流れを切り替える切替弁である。なお、エアコンブロア９ａ及びエアコン側シャッタバルブ９ｂの上流側には図示しないコンプレッサやコンデンサ等が設けられており、これらによってエアコン９（図２参照）が構成される。車室１ａ内は、このエアコン９により空調される。

バッテリ１０は、バッテリケース（容器）３０内に電池モジュール（電池）３１が複数収容された組電池として構成される。ここでは、バッテリケース３０の長手方向に四つずつ，短手方向に二つずつ配設され、合計八つの電池モジュール３１が収容される。各電池モジュール３１は、例えばそのケース内に複数の電池セルが直列に接続されて収容された組電池である。なお、電池モジュールの数はこれに限られない。また、バッテリケース３０は、車室１ａ内（例えば、車両１のトランクルーム内やインパネの内部等）の任意の位置に固定されているものとする。

複数の電池モジュール３１は、互いに隙間を有してバッテリケース３０内に収容されている。これら複数の電池モジュール３１は、後述する供給流路２１又は循環流路２３から供給される空気が各電池モジュール３１の周囲を流通することにより冷却又は加温される。これにより、バッテリ１０の温度調節が行われる。各電池モジュール３１には、それぞれ温度センサ３２が設けられており、各電池モジュール３１の温度が各温度センサ３２によって検出される。検出された各電池モジュール３１の温度情報は、車両ＥＣＵ１５へ伝達される。なお、図１では分かりやすくするために、各電池モジュール３１間の隙間は大きく表現されている。また、温度センサ３２は二つのみ記載しているが、一つの電池モジュール３１に一つの温度センサ３２が設けられている。

ヒータ１１は、例えばＰＴＣヒータ等の加熱器であって、スイッチがオンのときにヒータ１１を流通する空気を加熱する。このヒータ１１の暖房能力は段階的に変更可能とされており、ここではハイ／ロー（強／弱）の二段階に強さが切り替えられる。すなわち、ヒータ１１の強さがハイ（強）のときは、強さがロー（弱）のときに比べて空気をより加熱することができる（言い換えると、空気をより高温にすることができる）。このヒータ１１のスイッチのオン／オフ制御（作動制御）や温度切替制御（強さ制御）は、車両ＥＣＵ１５に設けられる後述のヒータ制御部１５ｃにより行われる。なお、スイッチオンの場合の温度切替は二段階より多くてもよい。ヒータ１１は、後述するようにバッテリケース３０内を暖房する際に用いられる。なお、以下、バッテリケース３０内の空間を暖房することを、単に「バッテリ１０を暖房する」，「電池モジュール３１を暖房する」等とも表現する。

配管２０は、車室１ａ内の空気をバッテリケース３０内へ供給するための供給流路２１と、バッテリケース３０内を流通し終えた空気を車室１ａ外へ排出するための排出流路２２と、排出流路２２から排出された空気を再びバッテリケース３０に戻して循環させるための循環流路２３とを有している。
供給流路２１は、その上流端が車室１ａ内の任意の位置で開口して設けられ、下流端がバッテリケース３０の長手方向の一端部（ここでは、バッテリケース３０の長手方向の一端の角部）に接続される。

排出流路２２は、その上流端がバッテリケース３０の長手方向の他端部（ここでは、バッテリケース３０の長手方向の他端の角部であって供給流路２１と対向する角部）に接続され、下流端が車室１ａ外に向かって開口して設けられる。排出流路２２の上流側には、供給流路２１又は循環流路２３からバッテリケース３０内へ空気を導き排出流路２２から外部へ放出させる（すなわち、バッテリケース３０内に空気の流れを形成する）ためのファン２５が設けられる。

このファン２５は段階的な強さ（送風能力）を有するものであり、ここではハイ／ロー（強／弱）の二段階に強さが切り替えられる。すなわち、ファン２５の強さがハイのときは、強さがローのときに比べてより多くの空気をバッテリケース３０内に導くことができる（言い換えると、空気の流量をより多くすることができる）。このファン２５のスイッチのオン／オフ制御（作動制御）や流量切替制御（強さ制御）は、車両ＥＣＵ１５に設けられる後述のファン制御部１５ｂにより制御される。また、排出流路２２の下流側には隙間２２ｃが設けられる。この隙間２２ｃにより排出流路２２内を流通する空気がわずかに車室１ａ内に排出され、車室１ａ内に負圧が生じにくくなる。

循環流路２３は、その上流端が排出流路２２の中間部に接続され、下流端がバッテリケース３０の長手方向の一端部（ここでは、供給流路２１の接続部に対して短手方向他端側）に接続され、排出流路２２を流通する空気を再びバッテリケース３０内に流入させる流路である。この循環流路２３にはヒータ１１が介装され、ヒータ１１は循環流路２３を流通する空気を加熱する。すなわち、循環流路２３は、ヒータ１１とバッテリケース３０内との間で空気を循環させるものである。

排出流路２２と循環流路２３との接続点には、バッテリケース３０内の空気の流通状態を切り替えるシャッタバルブ（流路切替手段）２４が設けられる。このシャッタバルブ２４は、閉状態のときに排出流路２２の上流側と下流側とを連通状態とし、開状態のときに排出流路２２の上流側と循環流路２３とを連通状態とする。言い換えると、シャッタバルブ２４が閉じているときは、空気が供給流路２１からバッテリケース３０内に導かれ、排出流路２２から車室１ａ外へ放出される。また、シャッタバルブ２４が開いているときは、空気が循環流路２３からバッテリケース３０内に導かれ、排出流路２２から循環流路２３のヒータ１１を通過して再びバッテリケース３０内へ流入する。

すなわち、シャッタバルブ２４は、バッテリケース３０内に導かれた空気を排出流路２２から外部へ放出する空気の流れと、バッテリケース３０内に導かれた空気をヒータ１１で加温してから（ヒータ１１を通過させてから）バッテリケース３０内へ循環させる空気の流れとを切り替えるものである。言い換えると、シャッタバルブ２４は、ヒータ１１を通過しない空気の流れと、ヒータ１１を通過した空気の流れとを切り替える。このシャッタバルブ２４の切替制御は、車両ＥＣＵ１５に設けられる後述のシャッタ制御部１５ｄにより行われる。

［２．制御構成］
［２−１．制御の概要］
本実施形態の車両ＥＣＵ１５では、おもに四つの制御が実施される。第一の制御は電池を冷却する冷却制御，第二の制御は電池を暖める（加温する）暖房制御，第三の制御は電池の温度を均一化する温度均一化制御，第四の制御は電池の温度を保持する保持制御である。
冷却制御とは、バッテリケース３０内へ冷たい空気（冷気）を導くことにより、バッテリケース３０内の電池モジュール３１を冷却してバッテリ１０全体を冷却する制御である。

暖房制御とは、バッテリケース３０内に加熱された空気（熱気）を流すことにより、バッテリケース３０内の電池モジュール３１を暖めてバッテリ１０全体を暖房する制御である。この暖房制御には、ヒータ１１及びファン２５の強さを共にハイの状態とする第一暖房制御と、ヒータ１１及びファン２５の少なくとも一方の強さをローの状態とする第二暖房制御（弱暖房制御）とが含まれる。なお、本実施形態で説明する第二暖房制御は、ヒータ１１及びファン２５の強さをいずれもローの状態とする。以下、特に第一暖房制御と第二暖房制御とを区別しない場合には、単に暖房制御という。

温度均一化制御とは、ヒータ１１のスイッチをオフにした状態で、バッテリケース３０内とヒータ１１との間に空気を循環させることにより、バッテリケース３０内の複数の電池モジュール３１の温度を均一にさせる制御である。すなわち、バッテリケース３０内へは冷気も熱気も流入させずに、電池モジュール３１の温度を平準化する制御である。この温度均一化制御には、ファン２５の強さがハイの状態の第一温度均一化制御と、ファン２５の強さがローの状態の第二温度均一化制御（弱温度均一化制御）とが含まれる。以下、特に第一温度均一化制御と第二温度均一化制御とを区別しない場合には、単に温度均一化制御という。

保持制御とは、バッテリケース３０内へ空気を流入させずに、バッテリケース３０内の電池モジュール３１の温度を現状の状態に保持する制御である。
本実施形態の車両ＥＣＵ１５では、複数の電池モジュール３１の温度のうち、最も高い最高温度と最も低い最低温度とに基づいて、冷却制御，暖房制御，温度均一化制御及び保持制御のいずれかの制御が実施される。

［２−２．制御ブロック構成］
車両ＥＣＵ１５は、上記の四つの制御を実現するために、バッテリ管理部１５ａとしての機能要素と、ファン制御部１５ｂとしての機能要素と、ヒータ制御部１５ｃとしての機能要素と、シャッタ制御部１５ｄとしての機能要素と、温度制御部１５ｅとしての機能要素とを有している。

バッテリ管理部（バッテリマネジメントユニット，ＢＭＵ）１５ａは、バッテリ１０の温度や電圧、インバータ８とバッテリ１０との間に流れる電流等を検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１０の充電率を算出し、過充電や過放電とならないようにバッテリ１０の状態を監視するものである。ここでは、バッテリ管理部１５ａは、温度センサ３２で検出された全ての電池モジュール３１の温度を収集し、これらの温度情報から、全ての電池モジュール３１の温度のうち、最も高温な電池モジュール３１の温度（以下、最高温度という）Ｔ_MAXと最も低温な電池モジュール３１の温度（以下、最低温度という）Ｔ_MINとを選択して取得する。バッテリ管理部１５ａで取得された情報は、温度制御部１５ｅへ伝達される。

ファン制御部（ファン制御手段）１５ｂは、温度制御部１５ｅの指令に応じて、ファン２５のスイッチのオン／オフ（ファン２５の作動）とスイッチがオンのときのファン２５の強さとを制御するものである。ここでは、ファン２５は二段階の強さに切り替えられるものであるため、ファン制御部１５ｂは、ファン２５の強さを切り替えることによりバッテリケース３０内に導かれる空気の流量を制御する。

ヒータ制御部（ヒータ制御手段）１５ｃは、温度制御部１５ｅの指令に応じて、ヒータ１１のスイッチのオン／オフ（ヒータ１１の作動）とスイッチがオンのときのヒータ１１の強さとを制御するものである。ここでは、ヒータ１１は二段階の強さに切り替えられるものであるため、ヒータ制御部１５ｃは、ヒータ１１の強さを切り替えることによりヒータ１１を通過しバッテリケース３０内に流れる空気の温度を制御する。

シャッタ制御部（流路切替手段）１５ｄは、温度制御部１５ｅの指令に応じて、シャッタバルブ２４の開閉を制御する。すなわち、シャッタ制御部１５ｄは、シャッタバルブ２４の閉閉制御を実施することにより、供給流路２１からバッテリケース３０内に空気を導く流路と、循環流路２３からバッテリケース３０内へ空気を導く流路とを切り替えるものである。

温度制御部（温度制御手段）１５ｅは、バッテリ管理部１５ａから伝達された最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとに基づいて、バッテリ１０の温度を適切な温度に調節するために、上記した四つの制御を実施するものである。以下、図３（ａ）に示す最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINと制御内容との関係を示すグラフを参照しながら一つずつ説明する。なお、図３（ａ）において、グラフの左下隅部から右上隅部に伸びる対角線上は最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとが同じ温度を示し、この線上は最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差がゼロであり、この対角線よりも右下の領域は存在しない領域である。また、図３（ｂ）は比較のため従来の温度調節制御の内容を示すものであり、図３（ａ）と同じ符号を付した値や領域は、図３（ａ）のものと対応する。

まず、冷却制御について説明する。温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAXが冷却を必要とする温度（以下、この温度を要冷却温度という）Ｔ_C以上のときに、最低温度Ｔ_MINが暖房を必要とする温度（以下、この温度を要暖房温度という）Ｔ_Hよりも高い温度に設定された第一切替温度Ｔ₁以上であれば、バッテリ１０の冷却が必要であると判断して冷却制御を実施する。これは、図３（ａ）中のＡの領域に対応する。すなわち、冷却制御の実施条件は、以下の（１）である。
（１）Ｔ_MAX≧Ｔ_C且つＴ_MIN≧Ｔ₁

なお、要冷却温度Ｔ_Cはバッテリ１０の冷却を行うか否かを判定するための閾値であり、要暖房温度Ｔ_Hは、バッテリ１０の暖房を行うか否かを判定するための閾値である。これら要冷却温度Ｔ_C及び要暖房温度Ｔ_Hは、使用される電池モジュール３１に応じて予め設定されるものであり、例えば要冷却温度Ｔ_C＝３０℃，要暖房温度Ｔ_H＝１０℃に設定される。なお、これらの値は一例である。

温度制御部１５ｅは、上記の条件（１）が成立した場合（冷却制御を実施する必要がある場合）は、ファン制御部１５ｂに対してファン２５のスイッチをオンにしてその強さをハイにするように指令を出す。また、ヒータ制御部１５ｃに対してヒータ１１のスイッチをオフにして作動を停止させるように指令を出す。さらに、シャッタ制御部１５ｄに対してシャッタバルブ２４を閉じるように指令を出す。これらの指令により、温度制御部１５ｅは、バッテリケース３０内の電池モジュール３１に対して車室１ａ内の冷えた空気を供給し、バッテリ１０の冷却を実施する。

次に、暖房制御について説明する。温度制御部１５ｅは、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満のときに、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_Cよりも低い温度に設定された第二切替温度Ｔ₂未満であれば、バッテリ１０の暖房が必要であると判断して暖房制御を実施する。これは、図３（ａ）中のＢ及びＣの領域に対応する。すなわち、暖房制御の実施条件は、以下の（２）である。
（２）Ｔ_MAX＜Ｔ₂且つＴ_MIN＜Ｔ_H

温度制御部１５ｅは、上記の条件（２）が成立した場合（暖房制御を実施する必要がある場合）は、ファン制御部１５ｂに対してファン２５のスイッチをオンにするように指令を出し、ヒータ制御部１５ｃに対してヒータ１１のスイッチをオンにするように指令を出す。また、シャッタ制御部１５ｄに対してシャッタバルブ２４を開けるように指令を出す。これらの指令により、温度制御部１５ｅは、バッテリケース３０内の電池モジュール３１に対してヒータ１１により加熱された空気を供給し、バッテリ１０の暖房を実施する。

このとき、温度制御部１５ｅは、バッテリケース３０から放出された空気を再びヒータ１１に通過させて加熱し、加熱された空気をバッテリケース３０内へ供給することを繰り返す。言い換えると、排出流路２２から循環流路２３へ空気を流通させることにより、バッテリケース３０内とヒータ１１との間にヒータ１１によって加熱された空気を循環させる。これにより効率的にバッテリ１０を暖房する。

なお、暖房制御には、上記したように第一暖房制御と第二暖房制御とが含まれる。これらのうち、第一暖房制御は、電池モジュール３１をより強く暖房する必要がある場合に実施される制御のことであり、バッテリ１０の温度が全体的に低いときに実施される。これに対して、第二暖房制御は、第一暖房制御に比べて緩やかに電池モジュール３１を暖房する場合に実施される制御のことであり、バッテリ１０の温度が全体的に低いが第一暖房制御を実施するときよりも高い温度のときに実施される。

温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂よりも低い温度に設定された第三切替温度Ｔ₃未満のときに、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_Hよりも低い温度に設定された第四切替温度Ｔ₄未満であれば、バッテリ１０の暖房の強化が必要であると判断して第一暖房制御を実施する。これは、図３（ａ）中のＢの領域に対応する。すなわち、第一暖房制御の実施条件は、以下の（３）である。
（３）Ｔ_MAX＜Ｔ₃且つＴ_MIN＜Ｔ₄

また、温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂未満且つ第三切替温度Ｔ₃以上であって最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満の場合、又は、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満且つ第四切替温度Ｔ₄以上であって最高温度Ｔ_MAXが第三切替温度Ｔ₃未満の場合に、バッテリ１０の暖房が必要であると判断して第二暖房制御を実施する。これは、図３（ａ）中のＣの領域に対応する。すなわち、第二暖房制御の実施条件は、以下の（４）又は（５）である。
（４）Ｔ₃≦Ｔ_MAX＜Ｔ₂且つＴ_MIN＜Ｔ_H
（５）Ｔ_MAX＜Ｔ₃且つＴ₄≦Ｔ_MIN＜Ｔ_H
なお、上記の第一暖房制御の実施条件（３）と第二暖房制御の実施条件（４）及び（５）とを組み合わせると、上記した暖房制御の実施条件（２）となる。

温度制御部１５ｅは、上記の第一暖房制御の実施条件（３）が成立した場合は、ファン制御部１５ｂ及びヒータ制御部１５ｃに対して、ヒータ１１及びファン２５の強さをいずれもハイとするように指令を出し、第一暖房制御を実施する。一方、温度制御部１５ｅは、上記の第二暖房制御の実施条件（４）又は（５）が成立した場合は、ファン制御部１５ｂ及びヒータ制御部１５ｃに対して、ヒータ１１及びファン２５の強さをいずれもローとするように指令を出し、第二暖房制御を実施する。

次に、温度均一化制御について説明する。温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴを算出し、この温度差ΔＴが所定の第一切替温度差ΔＴ₁以上であれば、複数の電池モジュール３１の温度を均一にするための温度均一化制御を実施する。この温度均一化制御は、外部から熱量を加えたり積極的に取り除いたりするのではなく、バッテリケース３０内に空気を導いて混合し、複数の電池モジュール３１がそれぞれ有する熱量を均一化するものである。

このため、温度制御部１５ｅは、温度均一化制御を実施するときは、ファン制御部１５ｂに対してスイッチをオンにするように指令を出し、ヒータ制御部１５ｃに対してヒータ１１のスイッチをオフにするように指令を出す。また、シャッタ制御部１５ｄに対してシャッタバルブ２４を開けるように指令を出し、バッテリケース３０内とヒータ１１との間に空気を循環させる（言い換えると、供給流路２１から外部の空気を取り入れない）。

温度均一化制御の実施条件は、以下の（６）である。
（６）ΔＴ≧ΔＴ₁ なお、ΔＴ＝Ｔ_MAX−Ｔ_MIN
ただし、この条件（６）が成立する場合であっても、上記した冷却条件（１）又は暖房条件（２）が成立する場合には、温度制御部１５ｅは冷却制御及び暖房制御を優先して実施する。言い換えると、温度均一化制御は、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁以上であって、冷却制御及び暖房制御が不要な場合に実施されるものである。これは、図３（ａ）中のＤ及びＥの領域に対応する。すなわち、温度均一化制御の実施条件は、上記の条件（６）を加えた以下の（７）である。
（７）ΔＴ≧ΔＴ₁であって、Ｔ_MAX＜Ｔ_C且つＴ_MIN≧Ｔ_H

また、上記の条件（７）を満たさない場合（すなわち、Ｔ_MAX≧Ｔ_CやＴ_MIN＜Ｔ_Hのとき）であっても、以下の条件（８）又は（９）を満たす場合には、温度均一化制御が実施される。言い換えると、条件（６）を加えた条件（８）又は条件（６）を加えた条件（９）も、それぞれ温度均一化制御の実施条件である。
（８）ΔＴ≧ΔＴ₁であって、Ｔ_MAX≧Ｔ_C且つＴ_MIN＜Ｔ₁
（９）ΔＴ≧ΔＴ₁であって、Ｔ_MAX≧Ｔ₂且つＴ_MIN＜Ｔ_H

なお、温度均一化制御には、上記したように第一温度均一化制御と第二温度均一化制御とが含まれる。これらのうち、第一温度均一化制御は、電池モジュール３１の最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴをより素早く均一にさせる場合に実施される制御のことであり、温度差ΔＴが大きいときに実施される。これに対して、第二温度均一化制御は、第一温度均一化制御に比べて緩やかに温度差ΔＴを解消する場合に実施される制御のことであり、温度差ΔＴが小さいときに実施される。

温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴが、第一切替温度差ΔＴ₁よりも大きい温度差に設定された第二切替温度差ΔＴ₂以上のときに、より素早く電池モジュール３１間の温度差を解消する必要があると判断し、第一温度均一化制御を実施する。これは、図３（ａ）中のＤの領域に対応する。すなわち、第一温度均一化制御の実施条件は、上記の（７）〜（９）のいずれかの条件に加え、以下の条件（１０）である。
（１０）ΔＴ≧ΔＴ₂

また、温度制御部１５ｅは、温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁以上且つ第二切替温度差ΔＴ₂未満のときに、第二温度均一化制御を実施する。これは、図３（ａ）中のＥの領域に対応する。すなわち、第二温度均一化制御の実施条件は、上記の（７）〜（９）のいずれかの条件に加え、以下の条件（１１）である。
（１１）ΔＴ₁≦ΔＴ＜ΔＴ₂

温度制御部１５ｅは、温度均一化制御を実施する場合に、上記の（７）〜（９）のいずれかの条件に加え、上記の条件（１０）が成立した場合は、ファン制御部１５ｂに対してファン２５の強さをハイとするように指令を出し、第一温度均一化制御を実施する。一方、温度制御部１５ｅは、上記の（７）〜（９）のいずれかの条件に加え、上記の条件（１１）が成立した場合は、ファン制御部１５ｂに対してファン２５の強さをローとするように指令を出し、第二温度均一化制御を実施する。

最後に、保持制御について説明する。温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁未満であって、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満且つ最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上のときに、バッテリ１０の暖房も冷却も不要であると判断して保持制御を実施する。すなわち、保持制御の実施条件は、以下の（１２）である。
（１２）ΔＴ＜ΔＴ₁であって、Ｔ_MAX＜Ｔ_C且つＴ_MIN≧Ｔ_H

温度制御部１５ｅは、上記の条件（１２）が成立した場合は、ファン制御部１５ｂ及びヒータ制御部１５ｃに対して、ファン２５及びヒータ１１のスイッチをオフにするようにそれぞれ指令を出す。そして、シャッタ制御部１５ｄに対して、シャッタバルブ２４を直前の状態に保持する（すなわち、現状を維持する）ように指令を出す。これらの指令により、温度制御部１５ｅは、バッテリケース３０内の電池モジュール３１に対して空気を導くことを停止し、バッテリ１０の現状を保持する。

以上の温度制御部１５ｅによる制御内容をまとめると、以下の表１のようになる。なお、表１中の領域は、図３（ａ）のグラフ中の領域と対応する。

なお、いずれの制御を実施するか否かを判定するときに用いる判定閾値としての第一切替温度Ｔ₁，第二切替温度Ｔ₂，第三切替温度Ｔ₃及び第四切替温度Ｔ₄は、バッテリ１０の種類（性質）やバッテリ出力、車両１の種類や要求（例えば、車両１の重量や電動機４の性能等）が変化すれば変化するものである。このため、例えば図３（ａ）に示すようなマップにおいて、これらの判定閾値をパラメータ化しておき、上記したようなバッテリ１０の出力や車両１の要求等に応じて適宜設定できるようにしてもよい。また、バッテリ１０の種類や車両１の種類に応じて、予め設定しておいてもよい。
また、判定閾値としての第一切替温度差ΔＴ₁及び第二切替温度差ΔＴ₂は、要冷却温度Ｔ_Cと要暖房温度Ｔ_Hとの差よりも小さい値に予め設定される。例えば、第一切替温度差ΔＴ₁＝５℃，第二切替温度差ΔＴ₂＝１０℃として設定される。なお、これらの値は一例である。

［３．作用］
本実施形態に係る温度調節装置は上述のように構成されているので、バッテリ１０の温度調節は、例えば以下のように行われる。
車両１のイグニッションスイッチがオンにされると、温度センサ３２は各電池モジュール３１の温度を検出し、この温度情報が車両ＥＣＵ１５へ伝達される。車両ＥＣＵ１５のバッテリ管理部１５ａは、この温度情報から最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとを選択して取得する。バッテリ管理部１５ａは、取得した最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとを温度制御部１５ｅへ伝達する。車両ＥＣＵ１５の温度制御部１５ｅは、これらの温度情報からバッテリ１０の冷却制御が必要か、暖房制御が必要か、温度均一化制御が必要か、或いは保持制御が必要かを判断して温度調節制御を実施する。

例えば、車両１の始動時においてバッテリ１０が低温の場合（複数の電池モジュール３１の最高温度Ｔ_MAXが第三切替温度Ｔ₃未満且つ最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満のとき）、温度制御部１５ｅは、まず第一暖房制御を実施する。これにより、バッテリケース３０内には循環流路２３からヒータ１１で加熱された空気が流れ込み、循環流路２３の接続部分の近く（すなわち、空気の流れの上流側）に配置された電池モジュール３１は徐々に温度上昇する。これに対して、排出流路２２の接続部分の近く（すなわち、空気の流れの下流側）に配置された電池モジュール３１は、上流側の電池モジュール３１の周囲を流通して温度が低下した空気が流れてくるため、温度上昇しにくい。

言い換えると、上流側に配置された電池モジュール３１は温度上昇しやすいため最も温度が高くなり（最高温度Ｔ_MAXになり）、下流側に配置された電池モジュール３１は温度上昇しにくいため最も温度が低くなる（最低温度Ｔ_MINとなる）。このため、第一暖房制御を実施し続けると、最高温度Ｔ_MAXはますます上昇するのに対し最低温度Ｔ_MINはなかなか上昇せず、上流側と下流側とに配置された電池モジュール３１間において温度差が生じる。この温度差は、第一暖房制御を実施している間に拡大していく。この現象を表したのが図３（ａ）中の領域Ｂ内の右上向矢印である。

図３（ａ）及び（ｂ）に示す矢印は、それぞれの領域で対応する温度調節制御を実施した場合における、複数の電池モジュール３１の最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの変化傾向を表したものである。言い換えると、この矢印が指す方向の傾き（勾配）は、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差がゼロを示す対角線に対して大きくなるほど、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴが大きくなることを意味する。

例えば、上記した領域Ｂの右上向矢印は、最高温度Ｔ_MAXの変化率（上昇率）が最低温度Ｔ_MINの変化率（上昇率）に対して大きく、温度差ΔＴが拡大していくことを示す。また、第二暖房制御が実施される領域Ｃでは、右上向矢印の傾きが第一暖房制御が実施される領域Ｂの矢印よりも小さくなる。これは、第二暖房制御が第一暖房制御に比べて緩やかな暖房制御であるため、最高温度Ｔ_MAXの変化率（上昇率）は領域Ｂよりも小さくなり、最低温度Ｔ_MINの変化率（上昇率）は領域Ｂよりわずかに小さくなるかほとんど変化しないため、温度差ΔＴの変化（温度差ΔＴの拡大率，すなわち、矢印が指す方向の傾き）が小さくなるからである。

なお、バッテリケース３０内の温度の状態は、最高温度Ｔ_MAXの値と最低温度Ｔ_MINの値とで規定される座標を持つ図３（ａ）のグラフ上の点（状態点）として表現することができる。状態点は、温度調節制御が進行するに連れて、その点が存在する領域の矢印方向に移動することになる。状態点の移動速度は、矢印の長さに対応する速度となる。

車両１の始動時においてバッテリ１０が低温のときに第一暖房制御が実施されると、電池モジュール３１が徐々に温度上昇し、少なくとも最高温度Ｔ_MAXが第三切替温度Ｔ₃以上になるか、最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄以上になったら、温度制御部１５ｅはヒータ１１及びファン２５の強さがローに切り替えて第二暖房制御を実施する。温度制御部１５ｅは、随時バッテリ管理部１５ａから最高温度Ｔ_MAX及び最低温度Ｔ_MINの情報を取得し、これらの温度情報に基づいて、上記した温度均一化制御の実施条件（７）〜（９）や保持制御の実施条件（１２）が成立したか否かを判断し、成立するまで第二暖房制御を実施し、成立したら（すなわち、領域Ｄ，Ｅ，Ｆとなったら）その領域に対応した制御を実施する。

また、例えば車両１が走行中にバッテリ１０が高温となった場合（複数の電池モジュール３１の最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C以上且つ最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁以上のとき）、温度制御部１５ｅは冷却制御を実施する。これにより、バッテリケース３０内には供給流路２１から外部の空気（すなわち、ヒータ１１を通過しない空気）が導かれ、供給流路２１の接続部分の近く（すなわち、空気の流れの上流側）に配置された電池モジュール３１は徐々に温度低下する。これに対して、排出流路２２の接続部分の近く（すなわち、空気の流れの下流側）に配置された電池モジュール３１は、上流側の電池モジュール３１の周囲を流通して温度が上昇した空気が流れてくるため、温度低下しにくい。

言い換えると、上流側に配置された電池モジュール３１は温度低下しやすいため最も温度が低くなり（最低温度Ｔ_MINとなり）、下流側に配置された電池モジュール３１は温度低下しにくいため最も温度が高くなる（最高温度Ｔ_MAXとなる）。このため、冷却制御を実施し続けると、最低温度Ｔ_MINはますます低下するのに対し最高温度Ｔ_MAXはなかなか低下せず、冷却制御においても上流側と下流側とに配置された電池モジュール３１間において温度差が生じる。この温度差は、冷却制御を実施している間に拡大していく。この現象を表したのが図３（ａ）中の領域Ａ内の左下向矢印である。

つまり、バッテリ１０が高温になった場合に冷却制御が実施されると、電池モジュール３１が徐々に温度低下し、最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁未満になるか最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満になったら、温度制御部１５ｅは、最高温度Ｔ_MAX及び最低温度Ｔ_MINの情報に基づいて、上記した温度均一化制御の実施条件（７）〜（９）や保持制御の実施条件（１２）が成立したか否かを判断し、成立するまで冷却制御を実施し、成立したら（すなわち、領域Ｄ，Ｅ，Ｆとなったら）その領域に対応した制御を実施する。

また、温度制御部１５ｅは、上記した温度均一化制御の実施条件（７）〜（９）のいずれかが成立した場合は温度均一化制御を実施する。温度均一化制御では、ファン２５のみがハイ又はローの強さで作動され、バッテリケース３０内には循環流路２３からヒータ１１で加熱されない空気が流れ込むため、この空気の流れを利用して温度の高い電池モジュール３１から温度の低い電池モジュール３１へ熱量が移動する（すなわち、熱が伝達される）。
言い換えると、温度均一化制御が実施されると、空気の流れによる熱伝導（対流）によって最高温度Ｔ_MAXは低下し最低温度Ｔ_MINは上昇するため、温度差ΔＴは小さくなる。この現象を表したのが図３（ａ）中の領域Ｄ及びＥ内の右下向矢印である。なお、ここでは、温度の高い電池モジュール３１から温度の低い電池モジュール３１へ熱量が移動する際に熱損失はないものと考え（すなわち、温度の和は一定であると考え）、矢印の傾きは対角線に対して垂直となっている。

また、温度制御部１５ｅは、上記した保持制御の実施条件（１２）が成立した場合は保持制御を実施する。保持制御では、ファン２５の作動を停止させるため、バッテリケース３０内には空気は導かれない。そのため、保持制御の領域Ｆでは温度差ΔＴを積極的に変化させない。なお、領域Ｆは、バッテリ１０が使用される温度として最も適している領域である。言い換えると、温度制御部１５ｅは、電池モジュール３１の最高温度Ｔ_MAX及び最低温度Ｔ_MINがこの領域Ｆに収まるように温度調節制御を実施する。

［４．フローチャート］
次に、図４を用いて車両ＥＣＵ１５で実施される温度調節制御の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期（例えば、数ｍｓ周期）で動作する。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能（手段）が、ソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することによって実施される。
ドライバによる車両１のイグニッションスイッチのオン操作が行われてエンジン２が始動すると、本温度調節装置は以下の制御フローをスタートする。

図４に示すように、ステップＳ１０において、複数の温度センサ３２によって各電池モジュール３１の温度情報が取得される。次いでステップＳ２０において、取得した温度情報から最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとが選択される。以下のステップＳ３０〜ステップＳ１３０は、温度制御部１５ｅによって判定されるステップであり、車両ＥＣＵ１５によっていずれの制御を実施するかが判定される。また、以下のステップＳ１４０〜ステップＳ１９０は、車両ＥＣＵ１５によって実施される制御ステップであり、Ａ〜Ｆは図３（ａ）の領域Ａ〜Ｆに対応し、それぞれの領域の制御が実施されることを意味する。

まずステップＳ３０において、最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁以上か否かが判定される。この判定は上記の条件（６）に対応する。温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁以上のときは、ＹＥＳルートからステップＳ４０へ進み、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満であるか否かが判定される。最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満のときは、ＹＥＳルートからステップＳ５０へ進み、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上であるか否かが判定される。最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上のときは、ＹＥＳルートからステップＳ６０へ進み、温度差ΔＴが第二切替温度差ΔＴ₂以上であるか否かが判定される。

ステップＳ６０において温度差ΔＴが第二切替温度差ΔＴ₂以上であると判定されると、ＹＥＳルートからステップＳ１４０へ進み、第一温度均一化制御（領域Ｄ）が実施される。一方、ステップＳ６０において温度差ΔＴが第二切替温度差ΔＴ₂以上ではない（すなわち、温度差ΔＴが第二切替温度差ΔＴ₂未満である）と判定されると、ＮＯルートからステップＳ１５０へ進み、第二温度均一化制御（領域Ｅ）が実施される。すなわち、ステップＳ３０でＹＥＳ，ステップＳ４０でＹＥＳ及びステップＳ５０でＹＥＳの場合は、上記の条件（７）を満たす。また、ステップＳ６０でＹＥＳの場合は上記の条件（１０）を満たし、ステップＳ６０でＮＯの場合は上記の条件（１１）を満たす。

また、ステップＳ４０において最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満ではないと判定されると、ＮＯルートからステップＳ７０へ進み、最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁未満であるか否かが判定される。最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁未満のときは、ＹＥＳルートからステップＳ１４０へ進み、第一温度均一化制御（領域Ｄ）が実施される。すなわち、ステップＳ３０でＹＥＳ，ステップＳ４０でＮＯ及びステップＳ７０でＹＥＳの場合は、上記の条件（８）を満たす。

また、ステップＳ５０において最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上ではないと判定されると、ＮＯルートからステップＳ８０へ進み、最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂以上であるか否かが判定される。最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂以上のとき合は、ＹＥＳルートからステップＳ１４０へ進み、第一温度均一化制御（領域Ｄ）が実施される。すなわち、ステップＳ３０でＹＥＳ，ステップＳ４０でＹＥＳ，ステップＳ５０でＮＯ及びステップＳ８０でＹＥＳの場合は、上記の条件（９）を満たす。

一方、ステップＳ７０において最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁未満ではないと判定されると、ＮＯルートからステップＳ１６０へ進み、冷却制御（領域Ａ）が実施される。すなわち、ステップＳ４０でＮＯ及びステップＳ７０でＮＯの場合は、上記の条件（１）を満たす。また、ステップＳ８０において最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂以上ではないと判定されると、ＮＯルートからステップＳ９０へ進み、最高温度Ｔ_MAXが第三切替温度Ｔ₃未満であるか否かが判定される。すなわち、ステップＳ５０でＮＯ及びステップＳ８０でＮＯの場合は、上記の条件（２）を満たす。

ステップＳ９０において最高温度Ｔ_MAXが第三切替温度Ｔ₃未満であると判定されると、ＹＥＳルートからステップＳ１００へ進み、最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満か否かが判定される。最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満のときは、ＹＥＳルートからステップＳ１７０へ進み、第一暖房制御（領域Ｂ）が実施される。すなわち、ステップＳ９０でＹＥＳ及びステップＳ１００でＹＥＳの場合は、上記の条件（３）を満たす。

一方、ステップＳ９０において最高温度Ｔ_MAXが第三切替温度Ｔ₃未満ではないと判定された場合、及び、ステップＳ１００において、最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満ではないと判定された場合は、いずれもＮＯルートからステップＳ１８０へ進み、第二暖房制御（領域Ｃ）が実施される。すなわち、ステップＳ５０でＮＯ，ステップＳ８０でＹＥＳ及びステップＳ９０でＮＯの場合は、上記の条件（４）を満たし、ステップＳ５０でＮＯ，ステップＳ９０でＹＥＳ及びステップＳ１００でＮＯの場合は、上記の条件（５）を満たす。

また、ステップＳ３０において温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁以上ではないと判定されると、ＮＯルートからステップＳ１１０へ進み、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満であるか否かが判定される。最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満のときは、ＹＥＳルートからステップＳ１２０へ進み、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上であるか否かが判定される。最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上のときは、ＹＥＳルートからステップＳ１９０へ進み、保持制御（領域Ｆ）が実施される。すなわち、ステップＳ３０でＮＯ，ステップＳ１１０でＹＥＳ及びステップＳ１２０でＹＥＳの場合は、上記の条件（１２）を満たす。

一方、ステップＳ１２０において最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上ではないと判定されると、ＮＯルートからステップＳ１３０へ進み、最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満であるか否かが判定される。最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満である場合は、ＹＥＳルートからステップＳ１７０へ進み、第一暖房制御（領域Ｂ）が実施される。また、最低温度Ｔ_MINが第四切替温度Ｔ₄未満ではない場合は、ＮＯルートからステップＳ１８０へ進み、第二暖房制御（領域Ｃ）が実施される。すなわち、ここではステップＳ３０でＮＯ及びステップＳ１２０でＮＯの場合は、最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂未満となるため、上記の条件（２）を満たし、ステップＳ１３０の判定結果によって上記の条件（３）又は（５）を満たす。

一方、ステップＳ１１０において最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満ではないときは、ＮＯルートからステップＳ１６０へ進み、冷却制御（領域Ａ）が実施される。すなわち、ここではステップＳ３０でＮＯ及びステップＳ１１０でＮＯの場合は、最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁以上となるため、上記の条件（１）を満たす。

以上のステップＳ１４０〜ステップＳ１９０の制御が実施されると、ステップＳ２００へ進み、イグニッションスイッチがオフであるか否かが判定され、オンの場合はＮＯルートへ進んでリターンし、ステップＳ１０から再び制御フローが実施される。また、イグニッションスイッチがオフの場合は、制御フローを終了する。

［５．効果］
したがって、本温度調節装置によれば、複数の電池モジュール３１を有するバッテリ１０において、複数の温度センサ３２により検出した温度のうち最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとを取得し、この最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差ΔＴが所定の第一切替温度差ΔＴ₁以上であるときに温度均一化制御が実施される。この温度均一化制御は、ヒータ１１の作動を停止させた状態でバッテリケース３０内とヒータ１１との間を空気が循環するようにシャッタバルブ２４とファン２５とを制御するものであるため、電池モジュール３１に対して外部から熱量を加えたり取り除いたりすることなく（すなわち、暖房したり冷却したりすることなく）、複数の電池モジュール３１間の温度差を解消することができる。

すなわち、複数の電池モジュール３１間の温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁以上のときに、冷却制御や暖房制御ではなく温度均一化制御を実施するため、冷却制御と暖房制御とが繰り返されるようなことがなく（言い換えると、ハンチングの発生を抑制して）、確実に温度差ΔＴを解消することができる。

また、図３（ｂ）に示すように、これまでは、複数の電池モジュール３１の最高温度Ｔ_MAXが冷却を必要とする温度である要冷却温度Ｔ_C以上のときは冷却制御が実施されていた（領域Ａ）。この冷却制御は、バッテリケースの外部から内部の電池に対して冷たい空気を送ってバッテリを冷却するものであるため、空気の流れの上流側に配置される電池はよく冷却されて温度低下しやすいのに対し、下流側に配置される電池は上流側において温度上昇した空気が流れてくるので冷却されにくく温度低下しにくい。そのため、冷却制御が実施される図３（ｂ）の領域Ａでは、最低温度Ｔ_MINの低下率に対して最高温度Ｔ_MAXの低下率が小さく、矢印で示すように最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差がどんどん拡大してしまっていた。

これに対して、本温度調節装置では、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C以上であっても、最低温度Ｔ_MINが第一切替温度Ｔ₁よりも低ければ、冷却制御ではなく温度均一化制御を実施する（図３（ａ）の領域Ｄ）。これにより、最高温度Ｔ_MAXの電池モジュール３１等の温度の高い電池モジュール３１の有する熱量を、最低温度Ｔ_MINの電池モジュール３１等の温度の低い電池モジュール３１へ移動させることができる。すなわち、温度の高い電池モジュール３１の温度を低下させながら、温度の低い電池モジュール３１の温度を上昇させることができ、複数の電池モジュール３１間の温度差が拡大することを防いで徐々に電池間の温度差を解消することができる。

また、図３（ｂ）に示すように、これまでは、複数の電池モジュール３１の最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満であって最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満の場合は暖房制御が実施されていた（領域Ｂ）。この暖房制御は、バッテリケースの外部から内部の電池に対して熱い空気を送ってバッテリを暖房するものであるため、空気の流れの上流側に配置される電池はよく暖房されて温度上昇しやすいのに対し、下流側に配置される電池は上流側において温度低下した空気が流れてくるので暖房されにくく温度上昇しにくい。そのため、暖房制御が実施される図３（ｂ）の領域Ｂでは、最高温度Ｔ_MAXの上昇率に対して最低温度Ｔ_MINの上昇率が小さく、矢印で示すように最高温度Ｔ_MAXと最低温度Ｔ_MINとの温度差がどんどん拡大してしまっていた。

これに対して、本温度調節装置では、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満であっても、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_Cよりも低い第二切替温度Ｔ₂よりも低ければ、暖房制御ではなく温度均一化制御を実施する（図３（ａ）の領域Ｄ）。これにより、最高温度Ｔ_MAXの電池モジュール３１等の温度の高い電池モジュール３１の有する熱量を、最低温度Ｔ_MINの電池モジュール３１等の温度の低い電池モジュール３１へ移動させることができる。すなわち、温度の高い電池モジュール３１の温度を低下させながら、温度の低い電池モジュール３１の温度を上昇させることができ、複数の電池モジュール３１間の温度差が拡大することを防いで徐々に電池間の温度差を解消することができる。

さらに、図３（ｂ）に示すように、これまでは、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満のときは、最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C以上か否かによって冷却制御と暖房制御とが切り替えられて実施されていた。そのため、この温度範囲において、冷却制御と暖房制御とが繰り返し実施される（すなわち、ハンチングが生じ易い）という課題があった。
これに対して、本温度調節装置は、冷却制御と暖房制御との間に温度均一化制御を実施するため（言い換えると、冷却制御と暖房制御とが切り替わる温度条件を設定しないため）、冷却制御と暖房制御との切替が頻繁に生じることがなく、ハンチングを抑制することができる。

また、この温度均一化制御を実施するときに、温度差ΔＴが第二切替温度差ΔＴ₂未満のときはファン２５の強さを弱くして空気の流量を減少させるため（言い換えると、温度差ΔＴが第二切替温度差ΔＴ₂になるまではファン２５の強さが強く、第二切替温度差ΔＴ₂未満になったらファン２５の強さを弱めるため）、電池モジュール３１間の温度差ΔＴが小さくなってきたら徐々に温度を均一化することができる。

また、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満のときに暖房制御を実施するため、バッテリ１０の入出力性能の低下や電費の悪化を抑制することができる。
また、この暖房制御を実施するときに、最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂未満且つ第三切替温度Ｔ₃以上の場合、又は、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満且つ第四切替温度Ｔ₄以上の場合に、ヒータ１１の強さを弱めて第二暖房制御（弱暖房制御）を実施するため、電池モジュール３１の温度が全体的に高くなってきたら緩やかな暖房制御を実施することによりソフトランディング制御をすることができる。

同様に、この暖房制御を実施するときに、最高温度Ｔ_MAXが第二切替温度Ｔ₂未満且つ第三切替温度Ｔ₃以上の場合、又は、最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H未満且つ第四切替温度Ｔ₄以上の場合に、ファン２５の強さを弱めて第二暖房制御（弱暖房制御）を実施するため、電池モジュール３１の温度が全体的に高くなってきたら緩やかな暖房制御を実施することによりソフトランディング制御をすることができる。

また、温度差ΔＴが第一切替温度差ΔＴ₁未満であって最高温度Ｔ_MAXが要冷却温度Ｔ_C未満且つ最低温度Ｔ_MINが要暖房温度Ｔ_H以上のときに、この状態を保持する保持制御を実施するため、バッテリ１０の状態を最も適した状態（すなわち、入出力性能や電費，バッテリの耐久性等にとって最適な状態）にすることができる。

［６．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

例えば、上記実施形態では、第二暖房制御を実施する場合にファン２５及びヒータ１１の強さを共にローとしたが、第二暖房制御はこれに限られず、ファン２５及びヒータ１１のいずれか一方の強さのみローとしてもよい。例えばファン２５の強さがハイでヒータ１１の強さがローの場合の第二暖房制御では、循環流路２３から流入する空気の温度を第一暖房制御よりも低くすることができるため、上流側の電池モジュール３１の温度上昇を第一暖房制御よりも緩やかにすることができ、第一暖房制御よりも緩やかな暖房制御とすることができる。また、ファン２５の強さがローでヒータ１１の強さがハイの場合の第二暖房制御では、循環流路２３から流入する空気の流量を第一暖房制御よりも小さくすることができるため、この場合も上流側の電池モジュール３１の温度上昇を第一暖房制御よりも緩やかにすることができ、第一暖房制御よりも緩やかな暖房制御とすることができる。

また、ファン２５及びヒータ１１の強さが多段階であれば、弱暖房制御や弱温度均一化制御を実施することができるが、これらの強さの切り替えができないものであっても暖房制御及び温度均一化制御は実施可能であるため、ファン２５及びヒータ１１がオンオフ制御のみ実施可能なものであってもよい。

また、上記実施形態では、流路切替手段を排出流路２２と循環流路２３との接続部に設けたシャッタバルブ２４としたが、流路切替手段はこれに限られない。例えば、供給流路２１と、ヒータ１１の下流側の循環流路２３とにそれぞれシャッタバルブを設け、これらを切り替えることによりバッテリケース３０内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと循環流路２３を循環させる空気の流れとを切り替えるように構成してもよい。

また、ファン２５の配置も排出流路２２に限られず、バッテリケース３０内に空気を導くことができる配置であればよい（すなわち、バッテリケース３０内に空気の流れを形成できればよい）。
また、上記実施形態では、図３（ａ）のマップに示すような温度条件で温度領域を区分して制御内容を切り替えているが、領域の区分はこれに限られるものではなく、それぞれの温度条件を変化させることによって変化させてもよい。

また、上記実施形態では、バッテリ１０は、バッテリケース３０内に複数の電池モジュール３１が収容された組電池として構成されているが、組電池は容器内に複数の電池セルを収容した電池モジュールとして構成してもよく、また、収容される電池セルや電池モジュールの数は任意に選択可能である。
また、バッテリ１０は車室１ａ内に設けられていなくてもよく、例えば車体下等の車室１ａ外に設けられていてもよい。この場合は、外気を取り入れてバッテリ１０を冷却することになる。また、ヒータ１１や車両ＥＣＵ１５も車室１ａ内に設けられていなくてもよい。

また、上記実施形態では、パラレル式のハイブリッド車に搭載されたバッテリ１０を例として説明したが、車両１はハイブリッド車に限られず、電気自動車等の電動車両であればよい。また、バッテリ１０は車両に搭載されたものでなくてもよい。

１ 車両
９ エアコン
１０ バッテリ（組電池）
１１ ヒータ
１４ エアコンＥＣＵ
１５ 車両ＥＣＵ
１５ａ バッテリ管理部（バッテリマネジメントユニット，ＢＭＵ）
１５ｂ ファン制御部（ファン制御手段）
１５ｃ ヒータ制御部（ヒータ制御手段）
１５ｄ シャッタ制御部（流路切替手段）
１５ｅ 温度制御部（温度制御手段）
２０ 配管
２１ 供給流路
２２ 排出流路
２３ 循環流路
２４ シャッタバルブ（流路切替手段）
２５ ファン
３０ バッテリケース（容器）
３１ 電池モジュール（電池）
３２ 温度センサ
Ｔ_C 要冷却温度
Ｔ_H 要暖房温度
Ｔ_MAX 最高温度
Ｔ_MIN 最低温度

Claims (8)

1. 複数の電池を収容する容器内に空気を導くファンと、前記容器内へ流れる空気を加熱するヒータとを備えた組電池の温度調節装置であって、
   前記容器内に導かれた空気を外部へ放出する空気の流れと前記容器内に導かれた空気を前記ヒータを通過して前記容器内へ循環させる空気の流れとを切り替える流路切替手段と、
   前記複数の電池の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと、
   前記複数の温度センサで検出された前記複数の電池の温度のうち、最高温度と最低温度とに基づいて前記組電池を温度調節する温度制御手段とを備え、
   前記温度制御手段は、前記最高温度と前記最低温度との温度差が所定の第一切替温度差以上のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンを作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる温度均一化制御を実施する
   ことを特徴とする、組電池の温度調節装置。
2. 前記温度制御手段が、前記最高温度が所定の要冷却温度以上且つ前記最低温度が所定の要暖房温度よりも高い第一切替温度未満のときに、前記温度均一化制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項１記載の組電池の温度調節装置。
3. 前記温度制御手段が、前記最高温度が前記要冷却温度よりも低い第二切替温度以上且つ前記最低温度が前記要暖房温度未満のときに、前記温度均一化制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項２記載の組電池の温度調節装置。
4. 前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段を備え、
   前記温度制御手段が、前記温度差が前記第一切替温度差よりも高い第二切替温度差未満のときに、前記ヒータの作動を停止させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱温度均一化制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項３記載の組電池の温度調節装置。
5. 前記温度制御手段が、前記最低温度が所定の要暖房温度未満のときに、前記ヒータ及び前記ファンを共に作動させた状態で前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる暖房制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組電池の温度調節装置。
6. 前記ヒータが段階的な強さを有するものであって、前記ヒータの強さを調整することにより前記容器内へ流れる空気の温度を制御するヒータ制御手段を備え、
   前記温度制御手段が、前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ファンを作動させ前記ヒータの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項５記載の組電池の温度調節装置。
7. 前記ファンが段階的な強さを有するものであって、前記ファンの強さを調整することにより前記容器内に導かれる空気の流量を制御するファン制御手段を備え、
   前記温度制御手段が、前記最高温度が所定の要冷却温度よりも低い第二切替温度未満且つ前記第二切替温度よりも低い第三切替温度以上の場合、又は、前記最低温度が前記要暖房温度未満且つ前記要暖房温度よりも低い第四切替温度以上の場合に、前記ヒータを作動させ前記ファンの強さを弱めて前記流路切替手段によって前記容器内と前記ヒータとの間に空気を循環させる弱暖房制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項５又は６記載の組電池の温度調節装置。
8. 前記温度制御手段が、前記温度差が前記第一切替温度差未満であって前記最高温度が所定の要冷却温度未満且つ前記最低温度が所定の要暖房温度以上のときに、前記ファン及び前記ヒータの作動を共に停止させて前記流路切替手段を現状の状態に保持する保持制御を実施する
   ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の組電池の温度調節装置。
   

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