JP2021015746A - 電池温調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルの温度を適度な温度に維持することができる温調制御装置を提供する。【解決手段】電池温調装置は、電池パック１２と、熱流束センサ３２と、制御装置３６とを備える。電池パック１２は、複数の電池セル１３を含むとともに、複数の電池セル１３と冷却液とを熱交換させる電池熱交換器２２を含む。熱流束センサ３２は、複数の電池セル１３のうち１つの検出対象の電池セル１３の表面に設けられ、検出対象の電池セルと冷却液との間の熱流束を検出する。制御装置３６は、熱流束センサ３２の検出結果に基づいて、複数の電池セル１３から冷却液への放熱量を調整することによって、複数の電池セル１３の温度を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、電池の温度を調整する電池温調装置に関するものである。

電気自動車等の種々の用途において、複数の電池セルを１つにまとめた電池パックが使用されている。また、電池の温度を調整する技術として、特許文献１に開示された従来技術がある。この従来技術は、隣り合う電池間の熱流束を熱流束センサで検出する。そして、制御装置は、熱流束センサから出力されるセンサ信号に基づいて、隣り合う電池間の熱流束が所定値以下となるように、隣り合う電池の発熱量を制御する。これにより、隣り合う電池の内部熱量の均一化が図られる。

特許第５９４２９６０号公報

ところで、電池セルの温度が高くなりすぎると、電池セルの寿命は低下する。このため、寿命の低下を抑制できる適度な温度に、電池セルの温度を維持することが求められる。

なお、上記した従来技術は、隣り合う電池の内部熱量の均一化を図るものであり、電池セルの温度を適度な温度に維持するものではない。

本発明は上記点に鑑みて、電池セルの温度を適度な温度に維持することができる電池温調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、電池の温度を調整する電池温調装置は、
複数の電池セル（１３）を含むとともに、複数の電池セルと熱交換流体とを熱交換させる電池熱交換器（２２、２３、２２１、６０）を含む電池パック（１２）と、
複数の電池セルのうち１つの検出対象の電池セルの表面に設けられ、検出対象の電池セルと熱交換流体との間の熱流束を検出する熱流束センサ（３２）と、
複数の電池セルの温度を制御する制御装置（３６）と、を備え、
制御装置は、熱流束センサの検出結果に基づいて、複数の電池セルと熱交換流体との間の熱移動量、または、複数の電池の発熱量を調整する。

電池セルと熱交換流体との間の熱流束は、電池セルの温度に応じて変化する。そこで、熱流束センサの検出結果に基づいて、電池セルの温度が適度な温度になるように、複数の電池セルと熱交換流体との間の熱移動量、または、複数の電池の発熱量を調整する。これにより、複数の電池セルの温度を適度な温度に維持することができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態における電池温調システムの全体構成を示す模式図である。 第１実施形態における電池パックの斜視図である。 複数の電池セルが配置されていない状態の第１実施形態における電池熱交換器の斜視図である。 第１実施形態における１つの電池セルの斜視図である。 第１実施形態における電池パックの組み付け時の電池パックの断面図である。 第１実施形態における電池パックの組み付け後の電池パックの断面図である。 図６中のＶＩＩ部の拡大図である。 第１実施形態におけるセンサ構造体の断面図である。 第１実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための電池セル、センサ構造体、緩衝シートおよび冷却プレートの断面図である。 第１実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための電池セル、センサ構造体、緩衝シートおよび冷却プレートの断面図である。 第１実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 電池セルにおける内部温度と、表面温度と、熱抵抗と、熱流束との関係を説明するための図である。 電池セルと熱流束センサとの間の熱抵抗値を説明するための図であり、電池セルおよびセンサ構造体の断面図である。 第２実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第４実施形態における電池温調システムの全体構成を示す模式図である。 第５実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための電池セル、センサ構造体、緩衝シートおよび冷却プレートの断面図である。 第５実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための電池セル、センサ構造体、緩衝シートおよび冷却プレートの断面図である。 第６実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための緩衝シートの断面図である。 第６実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための電池セル、センサ構造体、緩衝シートおよび冷却プレートの断面図である。 第６実施形態におけるセンサ構造体の固定方法を説明するための電池セル、センサ構造体、緩衝シートおよび冷却プレートの断面図である。 第７実施形態における電池パックの部分断面図である。 第８実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第９実施形態における電池パックの斜視図である。 複数の電池セルが配置されていない状態の第９実施形態における電池熱交換器の斜視図である。 第９実施形態における電池パックの部分断面図である。 第１０実施形態における電池パックの部分断面図である。 第１１実施形態における電池パックの部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１に示す電池温調システム１０に、本発明の電池温調装置が適用されている。本実施形態では、後述する、電池パック１２と、熱流束センサ３２と、温度センサ３４と、制御装置３６とが、電池の温度を調整する電池温調装置を構成する。

電池温調システム１０は、車両に搭載される。電池温調システム１０は、車両に搭載される複数の電池セル１３の温度を調整する。車両は、電気自動車、ハイブリッド車等である。電池温調システム１０は、電池としての複数の電池セル１３と、冷却液回路１４と、冷媒回路１６と、を備える。

複数の電池セル１３は、車両の走行用電源として用いられる二次電池である。複数の電池セル１３は、複数の電池セル１３がひとつにまとめられた電池パック１２として用いられる。電池セル１３は、電池を構成する最小単位の構成部である。電池セル１３は、例えば、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等である。

冷却液回路１４は、複数の電池セル１３を冷却する。冷却液回路１４には、複数の電池セル１３を冷却するための冷却液が循環する。冷却液回路１４は、冷却液ポンプ１８と、冷却液放熱部２０と、電池熱交換器２２とを含む。

冷却液ポンプ１８は、冷却液を循環させる。冷却液放熱部２０は、後述する冷媒蒸発部３０とともに、冷媒と冷却液とを熱交換させる熱交換器を構成する。冷却液放熱部２０は、冷媒蒸発部３０を流れる冷媒との熱交換によって、冷却液を放熱させる。

電池熱交換器２２は、複数の電池セル１３と冷却液とを熱交換させる。電池熱交換器２２は、複数の電池セル１３から冷却液に向けて放熱させることで、複数の電池セル１３を冷却する。冷却液は、複数の電池セル１３と熱交換される熱交換流体である。

冷媒回路１６には、冷凍サイクルの冷媒が循環する。冷媒回路１６は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。冷媒回路１６には、冷媒圧縮機２４と、冷媒放熱器２６と、膨張弁２８と、冷媒蒸発部３０とが含まれる。

冷媒圧縮機２４は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。冷媒放熱器２６は、冷媒圧縮機２４から吐出された冷媒を放熱させる。膨張弁２８は、冷媒放熱器２６から流出した冷媒を減圧膨張させる。冷媒蒸発部３０は、冷却液との熱交換によって、冷媒を蒸発させる。

電池温調システム１０は、熱流束センサ３２と、温度センサ３４と、制御装置３６とを備える。

熱流束センサ３２および温度センサ３４は、電池パック１２に設けられている。本実施形態では、１つの電池パック１２に対して、熱流束センサ３２と温度センサ３４とが１つずつ設けられている。熱流束センサ３２は、電池セル１３と冷却液との間の熱流の熱流束を検出する。温度センサ３４は、電池セル１３の表面温度を検出する。

制御装置３６の入力側には、熱流束センサ３２および温度センサ３４が接続されている。制御装置３６の出力側には、冷却液ポンプ１８、冷媒圧縮機２４等が接続されている。制御装置３６は、熱流束センサ３２および温度センサ３４のそれぞれの検出結果に基づいて、冷却液ポンプ１８、冷媒圧縮機２４等の作動を制御する。

制御装置３６は、プロセッサ、メモリを含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。メモリには、冷却液ポンプ１８、冷媒圧縮機２４等の作動を制御するための制御プログラムおよび制御データ等が記憶されている。なお、メモリは、非遷移的実体的記録媒体で構成される。非遷移的実体的記録媒体は、一時的でない有形の記録媒体（すなわち、non-transitory tangible storage media）である。

図２に示すように、電池パック１２は、複数の電池セル１３と、電池熱交換器２２とを含む。電池パック１２は、複数の電池セル１３と電池熱交換器２２とが、一体に組み付けられたものである。図２中の矢印Ｄ１で示す方向は、複数の電池セル１３の積層方向である。図２中の矢印Ｄ２で示す方向は、１つの電池セル１３の幅方向、すなわち、１つの電池セル１３の長手方向である。図２中の矢印Ｄ３方向は、１つの電池セル１３の高さ方向、すなわち、上下方向である。積層方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および上下方向Ｄ３は、互いに直交している。

図２、３に示すように、電池熱交換器２２は、扁平状の流路形成部材２２１と、複数の冷却プレート２２２とを有する。流路形成部材２２１は、冷却液が流れる流路を内部に形成する。複数の冷却プレート２２２は、流路形成部材２２１の表面上に立った状態で、流路形成部材２２１に設けられている。複数の冷却プレート２２２は、互いに間を空けて配置されている。各冷却プレート２２２の平面形状は、長方形である。流路形成部材２２１および複数の冷却プレート２２２は、各電池セル１３と冷却液との間を伝熱させる伝熱部材である。複数の冷却プレート２２２は、冷却液の流路を内部に形成していない伝熱部材である。流路形成部材２２１および複数の冷却プレート２２２は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製である。流路形成部材２２１および複数の冷却プレート２２２は、他の材料で構成されていてもよい。

図４に示すように、各電池セル１３は、角形状の外装ケースを有する角形の電池セルである。外装ケースは、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製である。各電池セル１３の厚さ方向Ｄ１の寸法は、幅方向Ｄ２の寸法および高さ方向Ｄ３の寸法よりも小さい。各電池セル１３は、２つの電極端子１３１を有する。２つの電極端子１３１は、外装ケースの上面から突出している。

図５に示すように、電池パック１２の組み付けでは、複数の冷却プレート２２２のうち積層方向Ｄ１で隣り合う冷却プレート２２２の間に、各電池セル１３が配置される。具体的には、隣り合う冷却プレート２２２の一方２２２ａは、隣り合う冷却プレート２２２の他方２２２ｂから離れるように傾いている。この状態で、隣り合う冷却プレート２２２の間に、電池セル１３が配置される。その後、隣り合う冷却プレート２２２の一方２２２ａは、電池セル１３に近づくように曲げられる。これにより、電池セル１３が、隣り合う冷却プレート２２２に挟まれる。

図６に示すように、電池パック１２では、複数の電池セル１３のそれぞれと、複数の冷却プレート２２２のそれぞれとは、交互に、一方向に積層されている。一方向は、各電池セル１３の厚さ方向である。一方向は、積層方向Ｄ１である。複数の電池セル１３および複数の冷却プレート２２２が積層された積層体は、図６中の矢印のように、一方向の圧縮力Ｆ１が加えられた状態である。なお、本実施形態では、積層方向Ｄ１で隣り合う２つの冷却プレート２２２の間に、１つの電池セル１３が挟まれている。しかしながら、積層方向Ｄ１で隣り合う２つの冷却プレート２２２の間に２つ以上の電池セル１３が挟まれていてもよい。

図２に示すように、積層体の積層方向Ｄ１での両端側には、エンドプレート３８、３９が配置されている。エンドプレート３８、３９の平面形状は、各電池セル１３と類似の長方形である。エンドプレート３８、３９は、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製である。積層体およびエンドプレート３８、３９は、固定バンド４０によって拘束されている。複数の電池セル１３のそれぞれは、バスバー４２によって、互いに電気的に接続されている。

固定バンド４０は、複数の電池セル１３を拘束する拘束部材である。固定バンド４０は、積層体に対して圧縮力Ｆ１が加えられた状態を維持している。換言すると、固定バンド４０は、積層体に対して圧縮力Ｆ１を加えている。さらに、換言すると、固定バンド４０は、複数の電池セル１３のそれぞれが互いに押し付け合う力を、複数の電池セル１３に対して加えている。

図７に示すように、積層方向Ｄ１で隣り合う電池セル１３と冷却プレート２２２との間には、緩衝シート４４が配置されている。緩衝シート４４は、弾性変形するシート状の弾性部材である。緩衝シート４４は、それ自体の変形によって、電池セル１３と冷却プレート２２２との間を伝わる衝撃や振動を和らげる。緩衝シート４４は、それ自体の変形によって、充放電時の各電池セル１３の膨張、収縮を吸収する。緩衝シート４４は、それ自体の変形によって、電池セル１３と冷却プレート２２２との間に生じる隙間を減らしている。緩衝シート４４は、積層体に加えられた圧縮力Ｆ１によって圧縮されている。

図８に示すように、熱流束センサ３２および温度センサ３４は、１つのセンサ構造体４６として、一体に形成されている。センサ構造体４６は、熱流束センサ３２と、温度センサ３４と、ケース４７と、配線４８と、封止樹脂４９と、を含む。

熱流束センサ３２は、樹脂製のシートの内部において、複数の熱電素子が直列に接続されたものである。温度センサ３４として、サーミスタが用いられる。温度センサ３４は、熱流束センサ３２を構成するシートの内部に配置されている。

ケース４７は、熱流束センサ３２を内部に収容している。ケース４７は、金属製である。配線４８は、熱流束センサ３２からセンサ構造体４６の外部に延びている。配線４８は、フレキシブルプリント配線板である。封止樹脂４９は、ケース４７の内部において、熱流束センサ３２および配線４８を封止している。

なお、熱流束センサ３２および温度センサ３４は、別体であってもよい。ただし、熱流束センサ３２および温度センサ３４は、一体に形成されていることが好ましい。別体の場合と比較して、電池パック１２への設置が容易だからである。

図７に示すように、センサ構造体４６は、複数の電池セル１３のうち１つの検出対象の電池セル１３と、複数の冷却プレート２２２のうち検出対象の電池セル１３に接する緩衝シート４４との間に、配置されている。センサ構造体４６は、検出対象の電池セル１３の表面に接している。本実施形態では、熱流束センサ３２は、検出対象の電池セル１３と冷却液との間の熱流束として、検出対象の電池セル１３と冷却プレート２２２との間の熱流束を検出する。

検出対象の電池セル１３に接する緩衝シート４４は、センサ構造体４６の外形に沿って変形している。緩衝シート４４は、熱可塑性樹脂とマイカとの複合材料で構成されている。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレンが挙げられる。緩衝シート４４の熱伝導率が、センサ構造体４６の全体の熱伝導率に近づくように、マイカの混合量が設定されている。

次に、センサ構造体４６の固定方法について説明する。図９に示すように、センサ構造体４６が、電池セル１３の表面に接した状態とされる。電池セル１３のうちセンサ構造体４６が配置された側と、冷却プレート２２２との間に、緩衝シート４４が挟まれる。

この状態で、図１０に示すように、複数の電池セル１３および複数の冷却プレート２２２が積層された積層体に対して、圧縮力Ｆ１が加えられる。このときの電池パック１２全体に加えられる圧縮力Ｆ１は、例えば、１ＭＰａである。この圧縮力Ｆ１、すなわち、複数の電池セル１３のそれぞれが互いに押し付け合う力によって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定される。

より詳細には、圧縮力Ｆ１によって、緩衝シート４４が圧縮される。緩衝シート４４の圧縮力に対する反力によって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定される。したがって、緩衝シート４４は、検出対象の電池セルに対して熱流束センサを固定する固定部材である。

本実施形態では、センサ構造体４６は、電池セル１３に対して接着されていない。このため、電池パック１２を分解して、センサ構造体４６を取り出すことが容易である。センサ構造体４６の交換、修理が容易である。

なお、本実施形態では、検出対処の電池セル１３と、冷却プレート２２２との間に、緩衝シート４４が挟まれている。しかしながら、電池セル１３と冷却プレート２２２との間の熱伝導が確保されていれば、検出対処の電池セル１３と冷却プレート２２２との間に、緩衝シート４４が挟まれていなくてもよい。すなわち、センサ構造体４６は、電池セル１３と冷却プレート２２２とに、直に挟まれてもよい。この場合、センサ構造体４６は、複数の電池セル１３のそれぞれが互いに押し付け合う力によって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定される。

次に、制御装置３６が行う制御について説明する。制御装置３６は、電池セル１３の内部温度を寿命の低下を抑制できる適度な温度に維持するために、熱流束センサ３２の検出結果に基づいて、電池熱交換器２２を流れる冷却液の温度を調整する。「熱流束センサ３２の検出結果に基づいて」とは、熱流束センサ３２の検出結果を用いることである。「熱流束センサ３２の検出結果に基づいて」には、熱流束センサ３２の検出結果のみが用いられる場合だけでなく、熱流束センサ３２の検出結果に加えて、それ以外のものが用いられる場合も含まれる。本実施形態では、熱流束センサ３２の検出結果に加えて、温度センサ３４の検出結果等が用いられる。

なお、電池パック１２に含まれる各電池セル１３の温度状態は、似ている。このため、電池パック１２に含まれる全部の電池セル１３のうち代表する１つの電池セル１３の内部温度を適度な温度に維持する。これにより、電池パック１２に含まれる全部の電池セル１３の内部温度を適度な温度に維持することができる。本実施形態では、代表する１つの電池セル１３として、複数の電池セル１３のうち積層方向の中央側に位置する電池セル１３を選択している。

制御装置３６は、電池セル１３の内部温度を適度な温度に維持するために、図１１に示す制御処理を繰り返し行う。図１１の各ステップは、機能を実現する機能部に相当する。このことは、制御処理を示す他の図においても同様である。

ステップＳ１では、制御装置３６は、熱流束センサ３２の検出値、すなわち、検出結果を取得する。熱流束センサ３２は、電池セル１３と冷却プレート２２２との間の熱流束の大きさに応じた値の電圧を出力する。制御装置３６は、熱流束センサ３２から出力された電圧値から熱流束ｑを算出する。これにより、制御装置３６は、熱流束センサ３２の検出値として、熱流束ｑを取得する。

続いて、ステップＳ２では、制御装置３６は、温度センサ３４の検出値、すなわち、検出結果を取得する。温度センサ３４の抵抗値は、電池セル１３の表面温度に応じた大きさとなる。そこで、制御装置３６は、温度センサ３４の抵抗値から表面温度Ｔｓを算出する。これにより、制御装置３６は、温度センサ３４の検出値として、表面温度Ｔｓを取得する。なお、ステップＳ１とステップＳ２とが実行される順番は、逆でもよい。

続いて、ステップＳ３では、制御装置３６は、検出対象の電池セル１３の内部温度Ｔｉｎを算出する。

図１２に、電池セル１３の内部温度Ｔｉｎと、電池セル１３の表面温度Ｔｓ（Ｋ）と、電池セル１３の熱抵抗値Ｒｉｎ（ｍ^２・Ｋ／Ｗ）と、電池セル１３の内部の発熱源から電池セル１３の表面に向かう熱流束ｑ（Ｗ／ｍ^２）とが示されている。内部温度Ｔｉｎ、表面温度Ｔｓ、熱流束ｑおよび熱抵抗値Ｒｉｎは、下記の式（１）で表される関係を有する。

Ｔｉｎ＝Ｔｓ＋ｑ×Ｒｉｎ・・・（１）
ただし、電池セル１３からの熱流束を熱流束センサ３２で検出する場合、電池セル１３と熱流束センサ３２との間の熱抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を考慮することが好ましい。この場合、内部温度Ｔｉｎ、表面温度Ｔｓ、熱流束ｑおよび補正された熱抵抗値Ｒｓは、下記の式（２）で表される関係を有する。

Ｔｉｎ＝Ｔｓ＋ｑ×Ｒｓ・・・（２）
Ｒｓ＝Ｒｉｎ＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３・・・（３）
補正された熱抵抗値Ｒｓは、式（３）で示される。補正された熱抵抗値Ｒｓは、電池セルの熱抵抗値Ｒｉｎに、電池セル１３と熱流束センサ３２との間の熱抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を加えて、熱抵抗値を補正した値である。図１３に示すように、熱抵抗値Ｒ１は、ケース４７の熱抵抗値である。熱抵抗値Ｒ２は、ケース４７と熱流束センサ３２との接触部での熱抵抗値である。熱抵抗値Ｒ３は、ケース４７と電池セル１３との接触部での熱抵抗値である。

そこで、制御装置３６は、式（２）で表される関係と、熱抵抗値Ｒｓと、熱流束センサ３２の検出値と、温度センサ３４の検出値とを用いて、内部温度Ｔｉｎを算出する。式（２）は、制御装置３６のメモリに記憶されている。熱抵抗値Ｒｓは、固定値であり、予め求められている。熱抵抗値Ｒｓは、制御装置３６のメモリに予め記憶されている。

なお、制御装置３６は、ステップＳ１で、熱流束センサ３２の検出値として、電圧値を取得してもよい。制御装置３６は、ステップＳ２で、温度センサ３４の検出値として、抵抗値を取得してもよい。制御装置３６は、ステップＳ３で、この電圧値およびこの抵抗値を用いて、内部温度Ｔｉｎを算出してもよい。また、制御装置３６は、ステップＳ３で、（１）で表される関係を用いてもよい。

続いて、ステップＳ４では、制御装置３６は、ステップＳ３で算出した内部温度Ｔｉｎと、低温側閾値ＴＬとを比較し、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも高いか否かを判定する。低温側閾値ＴＬは、予めメモリに記憶されている。低温側閾値ＴＬは、電池セル１３の内部温度が適度な温度であるか否かを判定するための低温側の閾値である。低温側閾値ＴＬは、内部温度の目標の温度範囲の下限値である。目標の温度範囲は、各電池セル１３が発熱しているときの望ましい温度範囲である。

内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、制御装置３６は、冷却液温度を上昇させる。制御装置３６は、冷却液温度を上昇させるために、冷媒圧縮機２４の回転数を減少させる。このときの減少量は、予め設定されている。なお、減少させる前の回転数が所定の回転数よりも低い場合、冷媒圧縮機２４を停止させる。このように、冷媒圧縮機２４の回転数を減少させることには、冷媒圧縮機２４を停止させることも含まれる。ステップＳ５が行われることで、１回のフローが終了する。

ステップＳ４において、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも高い場合、制御装置３６は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御装置３６は、ステップＳ３で算出した内部温度Ｔｉｎと、高温側閾値ＴＨとを比較し、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨよりも低いか否かを判定する。高温側閾値ＴＨは、予めメモリに記憶されている。高温側閾値ＴＨは、電池セル１３の内部温度が適度な温度であるか否かを判定するための高温側の閾値である。高温側閾値ＴＨは、内部温度の目標の温度範囲の上限値である。上限値は、電池セル１３の寿命の低下を抑制できるように設定される。

内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨよりも高い場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、制御装置３６は、冷却液温度を低下させる。制御装置３６は、冷却液温度を低下させるために、冷媒圧縮機２４の回転数を増大させる。このときの増大量は、予め設定されている。なお、増大させる前の冷媒圧縮機２４の状態が停止状態の場合、冷媒圧縮機２４の回転数を０から増大させる。すなわち、冷媒圧縮機２４を所定の回転数で作動させる。このように、冷媒圧縮機２４の回転数を増大させることには、冷媒圧縮機２４を停止状態から作動状態に切り替えることが含まれる。ステップＳ７が行われることで、１回のフローが終了する。

ステップＳ６で、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨよりも低い場合、制御装置３６は、ＹＥＳ判定し、１回のフローを終了する。

本実施形態によれば、各電池セル１３の発熱量が多く、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨを超えた場合、制御装置３６は、ステップＳ７を行うことによって、冷却液温度を低下させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を下げることができる。また、各電池セル１３の発熱量が少なく、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、制御装置３６は、ステップＳ５を行うことによって、冷却液温度を上昇させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を上げることができる。

このように、制御装置３６は、推定した内部温度Ｔｉｎに基づいて、冷却液温度を調整している。これにより、制御装置３６は、各電池セル１３の放熱量を調整している。このため、各電池セル１３の内部温度を目標の温度範囲内の温度に維持することができる。すなわち、各電池セル１３の温度を適度な温度に維持することができる。各電池セル１３の放熱量は、各電池セル１３と冷却液との間の熱移動量である。

近年の電気自動車に使用される二次電池においては、急速充電時における高能力冷却、連続走行時の電池セル均温化等を目的とした電池セル１３の高精度な温調制御が必要とされている。これは、電池セル１３の温度を適度な温度範囲に維持できないと、電池セル１３の容量が減少し、電池セル１３の寿命が低下するからである。

換言すると、電池セル１３の高寿命化によるユーザコスト低減と、電池セル１３の容量の維持による航続距離延長のニーズとが高まっている。このため、電池セル１３を高精度に温調することが必要である。

また、電気自動車等の移動体の二次電池では、走行距離の長距離化のために、電池セル１３の直列接続による高容量化と、その維持が求められる。高容量化された二次電池の容量には、各電池セル１３の劣化が大きく影響する。このため、電池セル１３の高精度な温調制御が必要とされる。

ここで、本実施形態と異なり、電池セル１３の表面温度のみに基づいて、複数の電池セル１３の温度を調整する場合が考えられる。表面温度は、電池セル１３の表面に設置された温度センサによって検出される。

しかし、表面温度は、電池セル１３の内部温度と異なる。内部温度が急に変化したとき、表面温度は、内部温度の変化に追従しない。このため、この場合では、複数の電池セル１３の内部温度が適度な温度となるように、電池セル１３を高精度に温度調整することができない。

これに対して、本実施形態によれば、制御装置３６は、推定した電池セル１３の内部温度に基づいて、電池セル１３の温調制御を行う。例えば、内部温度に対する表面温度の温度差が５℃の場合、実測した内部温度に対する推定した表面温度の温度差を０．５℃程度まで小さくすることができる。このため、電池セル１３の内部温度を、より正確に、適度な温度に調整することができる。すなわち、電池セル１３を高精度に温度調整することができる。

また、電池パック１２の急速充電時に、制御装置３６は、上記した図１１に示す制御処理を行う。内部温度が高温側閾値を超えた場合、制御装置３６は、ステップＳ６、Ｓ７を行うことによって、冷却液温度を低下させる。これにより、本実施形態と異なり、内部温度の上昇を抑えるために、充電速度が小さく設定された場合と比較して、充電速度を大きく設定することができ、充電時間を短縮することができる。

なお、内部温度が低温側閾値よりも低い場合、制御装置３６は、ステップＳ４、Ｓ５を行うことによって、冷却液温度を上昇させる。このとき、制御装置３６は、冷媒圧縮機２４を停止させる場合がある。これによれば、各電池セル１３の冷却が不要な場合、冷媒圧縮機２４を停止させることで、消費電力を低減できる。

ところで、本実施形態と異なり、電池セルの内部温度を検出するために、電池セルの内部に温度センサを設置する場合が考えられる。しかし、この場合、電池セルの内部に温度センサが存在することによって、電池容積が減少する。このため、電池性能が低下する。また、電池セルの内部から外部へ取り出された温度センサの配線の隙間からの電解質の漏れが生じる。このため、信頼性の低下が生じる。これらの理由等により、電池セルの内部への温度センサの設置は、実用的ではない。

これに対して、本実施形態では、電池セル１３と冷却プレート２２２との間であって、電池セル１３の表面に熱流束センサ３２と温度センサ３４とが設置される。このように、電池セル１３の内部に温度センサを設置しなくても、内部温度を推定することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、制御装置３６は、図１４に示す制御処理を繰り返し行う。図１４に示す制御処理は、図１１に示す制御処理に対して、ステップＳ５、Ｓ７のそれぞれを、ステップＳ５Ａ、Ｓ７Ａに変更したものである。

ステップＳ４において、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ５Ａに進む。ステップＳ５Ａでは、制御装置３６は、冷却液流量を減少させる。制御装置３６は、冷却液流量を減少させるために、冷却液ポンプ１８の回転数を減少させる。このときの減少量は、予め設定されている。なお、減少させる前の回転数が所定の回転数よりも低い場合、冷却液ポンプ１８を停止させる。このように、冷却液ポンプ１８の回転数を減少させることには、冷却液ポンプ１８を停止させることも含まれる。ステップＳ５Ａが行われることで、１回のフローが終了する。

ステップＳ６において、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨよりも高い場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ７Ａに進む。ステップＳ７Ａでは、制御装置３６は、冷却液流量を増大させる。制御装置３６は、冷却液流量を増大させるために、冷却液ポンプ１８の回転数を増大させる。このときの増大量は、予め設定されている。なお、増大させる前の冷却液ポンプ１８の状態が停止状態の場合、冷却液ポンプ１８の回転数を０から増大させる。すなわち、冷却液ポンプ１８を所定の回転数で作動させる。このように、冷却液ポンプ１８の回転数を増大させることには、冷却液ポンプ１８を停止状態から作動状態に切り替えることが含まれる。ステップＳ７Ａが行われることで、１回のフローが終了する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によれば、電池セル１３の発熱量が多く、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨを超えた場合、制御装置３６は、ステップＳ６、Ｓ７Ａを行うことによって、冷却液流量を増大させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を下げることができる。また、電池セル１３の発熱量が少なく、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、制御装置３６は、ステップＳ４、Ｓ５Ａを行うことによって、冷却液流量を減少させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を上げることができる。

このように、制御装置３６は、推定した内部温度に基づいて、冷却液流量を調整している。これにより、制御装置３６は、各電池セル１３の放熱量を調整している。このため、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
本実施形態では、制御装置３６は、図１５に示す制御処理を繰り返し行う。図１５に示す制御処理は、図１１に示す制御処理に対して、ステップＳ５、Ｓ７のそれぞれを、ステップＳ５Ｂ、Ｓ７Ｂに変更したものである。

ステップＳ４において、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ５Ｂに進む。ステップＳ５Ｂでは、制御装置３６は、充電電流を増大させる。すなわち、制御装置３６は、充電電流を増大させるように、充電器の作動を制御する。このときの増大量は、予め設定されている。ステップＳ５Ｂが行われることで、１回のフローが終了する。

ステップＳ６において、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨよりも高い場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ７Ｂに進む。ステップＳ７Ｂでは、制御装置３６は、充電電流を減少させる。すなわち、制御装置３６は、充電電流を減少させるように、充電器の作動を制御する。このときの減少量は、予め設定されている。ステップＳ７Ｂが行われることで、１回のフローが終了する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によれば、電池セル１３の発熱量が多く、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨを超えた場合、制御装置３６は、ステップＳ７Ｂを行うことによって、充電電流を減少させる。これにより、各電池セル１３の内部温度の上昇を抑制することができる。すなわち、内部温度を下げることができる。また、電池セル１３の発熱量が少なく、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、制御装置３６は、ステップＳ４、Ｓ５Ｂを行うことによって、充電電流を増大させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を上げることができる。

このように、制御装置３６は、推定した内部温度に基づいて、充電電流量を調整している。これにより、制御装置３６は、各電池セル１３の発熱量を調整している。これによっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第４実施形態）
図１６に示すように、本実施形態では、電池温調システム１０は、複数の電池パック１２を備える。本実施形態では、複数の電池パック１２のいずれか１つと、熱流束センサ３２と、温度センサ３４と、制御装置３６とが、電池温調装置を構成する。

各電池パック１２の電池熱交換器２２は、冷却液放熱部２０の冷却液流れの下流側と冷却液ポンプ１８の冷却液流れの上流側との間に、並列に接続されている。

冷却液回路１４は、バルブ５０を含む。バルブ５０の冷却液流入側は、冷却液放熱部２０の冷却液流れの下流側に接続されている。バルブ５０の冷却液流出側は、複数の電池熱交換器２２のそれぞれに接続されている。バルブ５０は、複数の電池熱交換器２２のそれぞれを流れる冷却液の流量を調整する。バルブ５０の作動は、制御装置３６によって制御される。

また、電池温調システム１０は、複数の熱流束センサ３２と、複数の温度センサ３４とを備える。第１実施形態と同様に、１つの電池パック１２に対して、熱流束センサ３２と温度センサ３４とが１つずつ設けられている。１つの熱流束センサ３２および１つの温度センサ３４は、第１実施形態と同様に、１つのセンサ構造体４６として、一体に形成されている。

制御装置３６は、複数の電池パック１２のそれぞれに対して、図１４に示す制御処理を行う。本実施形態では、ステップＳ５Ａにおいて、制御装置３６は、温度が高い電池パック１２に組み付けられた電池熱交換器２２の冷却液流量を減少させるように、バルブ５０の開度を調整する。また、ステップＳ７Ａにおいて、制御装置３６は、温度が低い電池パック１２に組み付けられた電池熱交換器２２の冷却液流量を増大させるように、バルブ５０の開度を調整する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態においても、制御装置３６は、推定した内部温度に基づいて、冷却液流量を調整する。これにより、制御装置３６は、各電池セル１３の放熱量を調整している。このため、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、制御装置３６は、複数の電池パック１２のそれぞれに対して、図１１に示す制御処理または図１５に示す制御処理を行ってもよい。この場合においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第５実施形態）
本実施形態では、センサ構造体４６の固定方法が、第１実施形態と異なる。図１７に示すように、センサ構造体４６は、接着剤５２を介して、電池セル１３に接着される。接着剤５２は、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６を固定する固定部材である。電池セル１３のうちセンサ構造体４６が接着された側と、冷却プレート２２２との間に、緩衝シート４４が挟まれる。

この状態で、図１８に示すように、第１実施形態と同様に、複数の電池セル１３および複数の冷却プレート２２２が積層された積層体に対して、圧縮力Ｆ１が加えられる。この圧縮力Ｆ１と、接着剤５２による接着とによって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定される。すなわち、緩衝シート４４の圧縮に対する反力と、接着剤５２による接着とによって、センサ構造体４６が固定される。したがって、接着剤５２および緩衝シート４４が、検出対象の電池セルに対して熱流束センサを固定する固定部材である。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によれば、第１実施形態と共通の構成によって第１実施形態と同じ効果が得られる。また、本実施形態によれば、センサ構造体４６が接着されていない場合と比較して、センサ構造体４６の固定性が向上する。なお、接着剤５２による接着のみによって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定されてもよい。

（第６実施形態）
本実施形態では、センサ構造体４６の固定方法が、第１実施形態と異なる。図１９に示すように、緩衝シート４４は、センサ構造体４６を保持する凹部５４が予め形成されている。凹部５４は、センサ構造体４６の外形に対応する形状である。

電池パック１２の組み付けでは、図２０に示すように、緩衝シート４４の凹部５４に、センサ構造体４６が埋められる。この状態の緩衝シート４４が、電池セル１３と冷却プレート２２２との間に、挟まれる。

この状態で、図２１に示すように、第１実施形態と同様に、複数の電池セル１３および複数の冷却プレート２２２が積層された積層体に対して、圧縮力Ｆ１が加えられる。この圧縮力Ｆ１と、凹部５４によるセンサ構造体４６の保持とによって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定される。すなわち、緩衝シート４４の圧縮に対する反力と、凹部５４によるセンサ構造体４６の保持とによって、センサ構造体４６が固定される。したがって、緩衝シート４４は、検出対象の電池セルに対して熱流束センサを固定する固定部材である。また、緩衝シート４４は、検出対象の電池セルと電池熱交換器との間に挟まれるとともに、熱流束センサを保持する凹部が形成された中間部材に相当する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によれば、第１実施形態と共通の構成によって第１実施形態と同じ効果が得られる。

また、本実施形態によれば、電池パック１２の組み付けにおいて、緩衝シート４４の凹部５４に、センサ構造体４６が埋められる。これにより、センサ構造体４６が緩衝シート４４に保持される。このため、電池パック１２へのセンサ構造体４６の取付けが容易である。なお、緩衝シート４４の圧縮に対する反力によらず、凹部５４によるセンサ構造体４６の保持のみによって、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６が固定されてもよい。

（第７実施形態）
図２２に示すように、本実施形態では、１つの電池パック１２に対して、複数のセンサ構造体４６が設けられている。

複数のセンサ構造体４６には、第１センサ構造体４６Ａと、第２センサ構造体４６Ｂとが含まれる。第１センサ構造体４６Ａは、第１電池セル１３Ａの表面に設けられている。第２センサ構造体４６Ｂは、第２電池セル１３Ｂに設けられている。

第１センサ構造体４６Ａは、第１実施形態のセンサ構造体４６に対応する。第１センサ構造体４６Ａには、第１熱流束センサ３２Ａと、第１温度センサ３４Ａとが含まれる。第１熱流束センサ３２Ａは、第１実施形態の熱流束センサ３２に対応する。第１温度センサ３４Ａは、上記した各実施形態の温度センサ３４に対応する。

第２センサ構造体４６Ｂの構成は、第１センサ構造体４６Ａと同じである。第２センサ構造体４６Ｂには、第２熱流束センサ３２Ｂと、第２温度センサ３４Ｂとが含まれる。第２熱流束センサ３２Ｂの構成は、第１熱流束センサ３２Ａと同じである。第２温度センサ３４Ｂの構成は、第１温度センサ３４Ａと同じである。

第１電池セル１３Ａは、１つの電池パック１２を構成する複数の電池セル１３のうち１つの検出対象の電池セルである。第２電池セル１３Ｂは、１つの電池パック１２を構成する複数の電池セル１３のうち第１電池セル１３Ａとは別の電池セルである。

制御装置３６は、第１熱流束センサ３２の検出値および第１温度センサ３４の検出値に基づいて、第１実施形態と同様に、複数の電池セル１３の温度を調整する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によれば、第１実施形態と共通の構成によって第１実施形態と同じ効果が得られる。なお、制御装置３６は、第２実施形態、第３実施形態、または、第４実施形態と同様に、複数の電池セル１３の温度を調整してもよい。

本実施形態によれば、第１熱流束センサ３２Ａと第２熱流束センサ３２Ｂは、１つの同じ電池パック１２に対して設けられる。第１温度センサ３４Ａと第２温度センサ３４Ｂは、１つの同じ電池パック１２に対して設けられる。これによれば、第１熱流束センサ３２Ａおよび第１温度センサ３４Ａ少なくとも一方が故障した場合に、第２熱流束センサ３２Ｂおよび第２温度センサ３４Ｂを用いることができる。

なお、制御装置３６は、第１実施形態の図１１に示す制御処理において、ステップＳ３で、第１熱流束センサ３２Ａの検出値と、第１温度センサ３４Ａの検出値とを用いて、第１内部温度を算出する。制御装置３６は、第２熱流束センサ３２Ｂの検出値と、第２温度センサ３４Ｂの検出値とを用いて、第２内部温度を算出する。そして、制御装置３６は、第１内部温度と第２内部温度との平均値を用いて、ステップＳ４、Ｓ６を行ってもよい。または、制御装置３６は、第１内部温度と第２内部温度とのうち低い方の内部温度を用いて、ステップＳ４を行ってもよい。制御装置３６は、第１内部温度と第２内部温度とのうち高い方の内部温度を用いて、ステップＳ６を行ってもよい。

（第８実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なり、センサ構造体４６は、熱流束センサ３２と温度センサ３４とのうち熱流束センサ３２のみを含む。制御装置３６は、電池セル１３の内部温度を適度な温度に維持するために、熱流束センサ３２の検出結果に基づいて、電池熱交換器２２を流れる冷却液の温度を調整する。本実施形態では、熱流束センサ３２の検出結果のみが用いられる。本実施形態では、電池パック１２と、熱流束センサ３２と、制御装置３６とが、電池温調装置を構成する。

制御装置３６は、具体的には、図２３に示す制御処理を繰り返し行う。図２３に示す制御処理は、図１１に示す制御処理に対して、ステップＳ２、Ｓ３を無くし、ステップＳ４、Ｓ６のそれぞれを、ステップＳ４Ａ、Ｓ６Ａに変更したものである。

ステップＳ１では、制御装置３６は、熱流束センサ３２の検出値、すなわち、検出結果を取得する。制御装置３６は、熱流束センサ３２から出力された電圧値から熱流束ｑを算出する。これにより、制御装置３６は、熱流束センサ３２の検出値として、熱流束ｑを取得する。

続いて、ステップＳ４Ａでは、制御装置３６は、熱流束ｑと低温側閾値ｑＬとを比較し、熱流束ｑが低温側閾値ｑＬよりも大きいか否かを判定する。低温側閾値ｑＬは、予めメモリに記憶されている。低温側閾値ｑＬは、各電池セル１３の温度を適度な温度に維持するために設定される。熱流束ｑが低温側閾値ｑＬよりも小さい場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ５に進む。熱流束ｑが低温側閾値ｑＬよりも高い場合、制御装置３６は、ＹＥＳ判定し、ステップＳ６Ａに進む。

ステップＳ６Ａでは、熱流束ｑと高温側閾値ｑＨとを比較し、熱流束ｑが高温側閾値ｑＨよりも小さいか否かを判定する。高温側閾値ｑＨは、予めメモリに記憶されている。高温側閾値ｑＨは、各電池セル１３の温度を適度な温度に維持するために設定される。熱流束ｑが高温側閾値ｑＨよりも大きい場合、制御装置３６は、ＮＯ判定し、ステップＳ７に進む。熱流束ｑが高温側閾値ｑＨよりも小さい場合、制御装置３６は、ＹＥＳ判定し、１回のフローを終了する。

複数の電池セル１３が冷却液によって冷却されており、電池熱交換器２２に流入する冷却液の温度が同じであると仮定する。このとき、複数の電池セル１３の発熱量が多い場合の方が、発熱量が少ない場合と比較して、電池セル１３から冷却液に向かう熱流束が大きい。このため、本実施形態によれば、電池セル１３の発熱量が多く、熱流束ｑが高温側閾値ｑＨよりも大きい場合、制御装置３６は、ステップＳ７を行うことによって、冷却液温度を低下させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を下げることができる。また、電池セル１３の発熱量が少なく、熱流束ｑが低温側閾値ｑＬよりも小さい場合、制御装置３６は、ステップＳ５を行うことによって、冷却液温度を上昇させる。これにより、各電池セル１３の内部温度を上げることができる。

よって、本実施形態によれば、各電池セル１３の温度を適度な温度に維持することができる。なお、本実施形態では、制御装置３６は、冷却液温度を調整することで、各電池セル１３の放熱量を調整している。しかしながら、第２実施形態のように、制御装置３６は、冷却液流量を調整することで、各電池セル１３の放熱量を調整してもよい。また、第３実施形態のように、各電池セル１３の発熱量を調整することで、各電池セル１３の温度を調整してもよい。また、第７実施形態と同様に、１つの電池パック１２に対して、複数のセンサ構造体４６が設けられてもよい。また、制御装置３６は、ステップＳ１で、熱流束センサ３２の検出値として、電圧値を取得してもよい。制御装置３６は、ステップＳ６Ａ、Ｓ４Ａで、電圧値と閾値とを比較してもよい。

（第９実施形態）
図２４、２５、２６に示すように、本実施形態では、電池熱交換器として、サーペンタイン型の流路形成部材２３が用いられている。流路形成部材２３は、その内部に冷却液が流れる流路を形成する。流路形成部材２３は、各電池セル１３と冷却液との間を伝熱させる伝熱部材である。

流路形成部材２３は、積層された複数の電池セル１３のそれぞれに沿って、蛇行して流れる冷却液の流路を形成する。具体的には、流路形成部材２３は、扁平形状の複数のセル間部２３１と、複数の連結部２３２とを有する。

複数のセル間部２３１のそれぞれは、複数の電池セル１３のうち隣り合う２つの電池セル１３の間に配置される部分である。複数のセル間部２３１は、電池セル１３が設置可能な間隔で、複数の電池セル１３の積層方向Ｄ１に並んでいる。セル間部２３１の短手方向は、上下方向Ｄ３と一致している。セル間部２３１の長手方向は、電池セル１３の幅方向Ｄ２と一致している。

複数の連結部２３２のそれぞれは、隣り合う２つのセル間部２３１を連結する。複数の連結部２３２のそれぞれは、積層方向Ｄ１において、セル間部２３１の長手方向Ｄ２の一方側と他方側とに交互に位置する。複数の連結部２３２のそれぞれは、積層方向Ｄ１で隣り合う２つのセル間部２３１の冷却液の流れの向きを反対の向きに変える。

図２６に示すように、複数の電池セル１３のそれぞれは、複数のセル間部２３１のそれぞれに対して、積層方向Ｄ１で向かい合っている。積層方向Ｄ１で隣り合う電池セル１３とセル間部２３１との間には、緩衝シート４４が配置されている。積層方向Ｄ１で隣り合う２つのセル間部２３１の冷却液の流れの向きは、互いに反対の向きである。セル間部２３１を流れる冷却液と、電池セル１３との間で熱交換が行われる。

センサ構造体４６は、複数の電池セル１３のうち１つの検出対象の電池セル１３と、複数の緩衝シート４４のうち検出対象の電池セル１３に接する緩衝シート４４との間に、配置されている。本実施形態では、熱流束センサ３２は、電池セル１３と冷却液との間の熱流束として、電池セル１３とセル間部２３１との間の熱流束を検出する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によっても、第１実施形態と同じ効果が得られる。なお、本実施形態を、第２−第９実施形態のように変更することができる。

（第１０実施形態）
図２７に示すように、本実施形態では、電池熱交換器として、扁平状の流路形成部材２２１が用いられている。この電池熱交換器は、第１実施形態の電池熱交換器２２の複数の冷却プレート２２２を有していない。

複数の電池セル１３のそれぞれは、各電池セル１３の厚さ方向を積層方向Ｄ１として、積層されている。隣り合う電池セル１３の間に、第１緩衝シート４４が挟まれている。第１緩衝シート４４は、第１実施形態の緩衝シート４４と同じである。

複数の電池セル１３の積層体が、流路形成部材２２１の表面上に設置されている。積層体と流路形成部材２２１との間に、第２緩衝シート４５が挟まれている。第２緩衝シート４５は、第１緩衝シート４４と同じ機能を有するものである。検出対象の電池セル１３の底面と、第２緩衝シート４５との間に、センサ構造体４６が設置される。本実施形態では、熱流束センサ３２は、検出対象の電池セル１３と冷却液との間の熱流束として、検出対象の電池セル１３と流路形成部材２２１との間の熱流束を検出する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によっても、第１実施形態と同じ効果が得られる。なお、本実施形態を、第２−第９実施形態のように変更することができる。

（第１１実施形態）
図２８に示すように、本実施形態では、電池熱交換器として、扁平状の流路形成部材２２１と、エンドプレート３８、３９とを有する電池熱交換器６０が用いられている。この電池熱交換器６０は、第１実施形態の電池熱交換器２２の複数の冷却プレート２２２を有していない。エンドプレート３８、３９は、電池セル１３と冷却液との間を伝熱させる伝熱部材として用いられている。エンドプレート３８、３９は、冷却液の流路を内部に形成していない伝熱部材である。

複数の電池セル１３のそれぞれは、各電池セル１３の厚さ方向を積層方向Ｄ１として、積層されている。複数の電池セル１３が積層された積層体の積層方向Ｄ１での両端側には、エンドプレート３８、３９が配置されている。積層体およびエンドプレート３８、３９は、第１実施形態と同様に、図示しない固定バンドによって拘束されている。

積層方向Ｄ１で隣り合う電池セル１３同士の間には、緩衝シート４４が配置されている。また、積層方向Ｄ１で隣り合うエンドプレート３８と電池セル１３との間には、緩衝シート４４が配置されている。積層方向Ｄ１で隣り合うエンドプレート３９と電池セル１３との間には、緩衝シート４４が配置されている。

流路形成部材２２１を介して、各電池セル１３と冷却液との間で熱交換が行われる。電池パック１２のうち積層方向Ｄ１の両端側では、エンドプレート３８、３９および流路形成部材２２１を介して、電池セル１３と冷却液との間で熱交換が行われる。

本実施形態では、センサ構造体４６は、エンドプレート３８と、検出対象の電池セル１３との間に配置されている。熱流束センサ３２は、電池セル１３と冷却液との間の熱流束として、電池セル１３とエンドプレート３８との間の熱流束を検出する。

電池温調システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。本実施形態によっても、第１実施形態と同じ効果が得られる。なお、本実施形態を、第２−第９実施形態のように変更することができる。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態等の電池熱交換器２２は、扁平状の流路形成部材２２１の表面上に、複数の冷却プレート２２２が立つ構造であった。しかしながら、電池熱交換器２２は、複数の冷却プレート２２２に対して、管状の流路形成部材が貫通するように、一体に設けられた構造であってもよい。この場合、複数の冷却プレート２２２を介して、複数の電池セル１３と管状の流路形成部材を流れる冷却液との間で熱交換が行われる。

（２）上記の各実施形態では、各電池セル１３は、外装ケースが金属製の角形の電池セルである。しかしながら、各電池セル１３は、外装ケースが他の材質、他の形状である他の電池セルであってもよい。他の電池セルとしては、外装ケースが円筒形の電池セル、外装ケースが樹脂とアルミ箔のラミネートフィルムで構成されたラミネート型の電池セルが挙げられる。

（３）上記の各実施形態では、１つの制御装置３６が、図１１等に示す制御処理を行う。しかしながら、複数の制御装置が、図１１等に示す制御処理を行ってもよい。例えば、電池パックを管理する制御装置と、冷凍サイクル装置を制御する制御装置とが、図１１等に示す制御処理を行ってもよい。

（４）上記の各実施形態では、電池熱交換器を流れる熱交換流体は、液の状態で使用される冷却液である。しかしながら、複数の電池セルから熱交換流体への放熱量を調整することが可能であれば、冷却液以外の他の熱交換流体が用いられてもよい。他の熱交換流体としては、例えば、冷凍サイクルの冷媒、サーモサイフォンの作動流体、空気等の冷却ガスが挙げられる。

（５）上記の各実施形態では、検出対象の電池セル１３に対してセンサ構造体４６を固定するための固定部材として、緩衝シート４４、接着剤５２等が用いられる。しかしながら、他の固定部材が用いられてもよい。他の固定部材としては、磁石等が挙げられる。

（６）上記の各実施形態では、電池パック１２は、車両に搭載される。しかしながら、電池パック１２は、車両以外の場所に設置されてもよい。すなわち、電池温調装置が適用される電池温調システム１０は、車両以外の場所に設置されてもよい。

（７）上記の各実施形態では、冷却液は、複数の電池セル１３の冷却に用いられている。しかしながら、冷却液は、複数の電池セル１３の加熱に用いられてもよい。この場合、冷却液は、加熱装置によって加熱される。この加熱装置は、冷却液を加熱する加熱源として、複数の電池セル１３とは別の加熱源を有する。

電気自動車等の低温始動時では、加熱装置によって加熱された冷却液によって、複数の電池セル１３が急速に加温される。この低温始動時に、制御装置３６は、上記した図１１に示す制御処理を行う。

制御装置３６は、ステップＳ３で、冷却液から検出対象の電池セル１３へ向かう熱流束ｑを用いて、内部温度Ｔｉｎを算出する。制御装置３６は、内部温度Ｔｉｎが低温側閾値ＴＬよりも低い場合、ステップＳ５で、冷却液温度を上昇させる。制御装置３６は、冷却液温度を上昇させるために、加熱装置の加熱能力を増大させる。一方、内部温度Ｔｉｎが高温側閾値ＴＨよりも高い場合、制御装置３６は、ステップＳ７で、冷却液温度を低下させる。制御装置３６は、冷却液温度を低下させるために、加熱装置の加熱能力を低下させる、または、加熱装置による加熱を停止させる。これにより、各電池セル１３の加熱し過ぎを回避することができる。

このように、制御装置３６は、推定した内部温度Ｔｉｎに基づいて、冷却液温度を調整する。これにより、制御装置３６は、各電池セル１３の冷却液からの受熱量を調整する。このため、各電池セル１３の内部温度を目標の温度範囲内の温度に維持することができる。すなわち、各電池セル１３の温度を適度な温度に維持することができる。各電池セル１３の受熱量は、各電池セル１３と冷却液との間の熱移動量である。

また、これによれば、内部温度の上昇を抑えるために、加熱速度が小さく設定された場合と比較して、加熱速度を大きく設定することができ、加熱時間を短縮することができる。

（８）本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。例えば、図１１に示す制御と図１４に示す制御とを組み合わせることができる。すなわち、複数の電池セル１３の放熱量を調整するために、冷却液温度の調整と、冷却液流量の調整との両方を行ってもよい。また、例えば、図１１に示す制御と図１５に示す制御とを組み合わせることができる。すなわち、複数の電池セル１３の温度を調整するために、複数の電池セル１３の放熱量の調整と、複数の電池セル１３の充電電流量の調整との両方を行ってもよい。

（９）また、上記した各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１０）本開示に記載の制御装置及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、電池の温度を調整する電池温調装置は、複数の電池セルを含むとともに、複数の電池セルと熱交換流体とを熱交換させる電池熱交換器を含む電池パックと、複数の電池セルのうち１つの検出対象の電池セルの表面に設けられ、検出対象の電池セルと熱交換流体との間の熱流束を検出する熱流束センサと、複数の電池セルの温度を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、熱流束センサの検出結果に基づいて、複数の電池セルと熱交換流体との間の熱移動量、または、複数の電池の発熱量を調整する。

また、第２の観点によれば、電池温調装置は、検出対象の電池セルの表面に設けられ、検出対象の電池セルの表面温度を検出する温度センサ（３４）を備える。制御装置は、電池セルの内部温度、電池セルの表面温度、電池セルの熱抵抗および電池セルの内部から電池セルの表面に向かう熱流束の関係と、熱流束センサの検出結果と、温度センサの検出結果と、検出対象の電池セルの熱抵抗とを用いて、検出対象の電池セルの内部温度を推定するとともに、推定した内部温度に基づいて、熱移動量、または、発熱量を調整する。

ここで、電池セルの表面温度のみに基づいて、複数の電池セルの温度を調整する場合が考えられる。しかしながら、表面温度は、電池セルの内部温度と異なる。内部温度が急に変化したとき、表面温度は、内部温度の変化に追従しない。このため、複数の電池セルの温度が適度な温度となるように、複数の電池セルの温度を高精度に調整することができない。

これに対して、請求項２に記載の発明によれば、推定した内部温度に基づいて、複数の電池セルの温度を調整する。このため、電池セルの表面温度のみに基づく場合と比較して、複数の電池セルの温度が適度な温度となるように、複数の電池セルの温度を高精度に調整することができる。

また、第３の観点によれば、電池パックは、複数の電池セルを拘束する拘束部材（４０）を有する。拘束部材は、複数の電池セルのそれぞれが互いに押し付け合う力を、複数の電池セルに対して加えている。熱流束センサは、押し付け合う力によって、検出対象の電池セルに対して固定されている。このように、熱流束センサを固定することが好ましい。

また、第４の観点によれば、電池温調装置は、検出対象の電池セルに対して熱流束センサを固定する固定部材を備える。このように、熱流束センサを固定することが好ましい。

また、第５の観点によれば、固定部材は、検出対象の電池セルと電池熱交換器との間に挟まれて圧縮される弾性部材である。熱流束センサは、弾性部材が圧縮されて生じた反力によって、検出対象の電池セルに対して固定される。このように、固定部材として、弾性部材を用いることが好ましい。

また、第６の観点によれば、固定部材は、接着剤である。このように、固定部材として、接着剤を用いることが好ましい。

また、第７の観点によれば、固定部材は、検出対象の電池セルと電池熱交換器との間に挟まれるとともに、熱流束センサを保持する凹部が形成された中間部材である。熱流束センサは、凹部に保持されることによって、検出対象の電池セルに対して固定される。このように、固定部材として、凹部が形成された中間部材を用いることが好ましい。

また、第８の観点によれば、検出対象の電池セルは、第１電池セルである。熱流束センサは、第１熱流束センサである。電池温調装置は、複数の電池セルのうち第１電池セルとは別の第２電池セルの表面に設けられ、第２電池セルと熱交換流体との間の熱流束を検出する第２熱流束センサを備える。

このように、第１熱流束センサと第２熱流束センサは、１つの電池パックに対して設けられる。これによれば、一方の熱流束センサが故障した場合に、他方の熱流束センサを用いることができる。

また、第９の観点によれば、検出対象の電池セルは、第１電池セルである。熱流束センサは、第１熱流束センサである。温度センサは、第１温度センサである。電池温調装置は、複数の電池セルのうち第１電池セルとは別の第２電池セルの表面に設けられ、第２電池セルと熱交換流体との間の熱流束を検出する第２熱流束センサと、第２電池セルの表面に設けられ、第２電池セルの表面温度を検出する第２温度センサを備える。

このように、第１熱流束センサと第２熱流束センサは、１つの同じ電池パックに対して設けられる。第１温度センサと第２温度センサは、１つの同じ電池パックに対して設けられる。これによれば、第１熱流束センサおよび第１温度センサの少なくとも一方が故障した場合に、第２熱流束センサおよび第２温度センサを用いることができる。

１２ 電池パック
１３ 電池セル
２２ 電池熱交換器
３２ 熱流束センサ
３４ 温度センサ
３６ 制御装置

Claims (9)

1. 電池の温度を調整する電池温調装置であって、
   複数の電池セル（１３）を含むとともに、前記複数の電池セルと熱交換流体とを熱交換させる電池熱交換器（２２、２３、２２１、６０）を含む電池パック（１２）と、
   前記複数の電池セルのうち１つの検出対象の電池セルの表面に設けられ、前記検出対象の電池セルと前記熱交換流体との間の熱流束を検出する熱流束センサ（３２）と、
   前記複数の電池セルの温度を制御する制御装置（３６）と、を備え、
   前記制御装置は、前記熱流束センサの検出結果に基づいて、前記複数の電池セルと前記熱交換流体との間の熱移動量、または、前記複数の電池の発熱量を調整する、電池温調装置。
2. 前記電池温調装置は、前記検出対象の電池セルの表面に設けられ、前記検出対象の電池セルの表面温度を検出する温度センサ（３４）を備え、
   前記制御装置は、電池セルの内部温度、電池セルの表面温度、電池セルの熱抵抗および電池セルの内部から電池セルの表面に向かう熱流束の関係と、前記熱流束センサの検出結果と、前記温度センサの検出結果と、前記検出対象の電池セルの熱抵抗とを用いて、前記検出対象の電池セルの内部温度を推定するとともに、推定した内部温度に基づいて、前記熱移動量、または、前記発熱量を調整する、請求項１に記載の電池温調装置。
3. 前記電池パックは、前記複数の電池セルを拘束する拘束部材（４０）を有し、
   前記拘束部材は、前記複数の電池セルのそれぞれが互いに押し付け合う力を、前記複数の電池セルに対して加えており、
   前記熱流束センサは、前記押し付け合う力によって、前記検出対象の電池セルに対して固定されている、請求項１または２に記載の電池温調装置。
4. 前記電池温調装置は、前記検出対象の電池セルに対して前記熱流束センサを固定する固定部材（４４、５２）を備える、請求項１または２に記載の電池温調装置。
5. 前記固定部材は、前記検出対象の電池セルと前記電池熱交換器との間に挟まれて圧縮される弾性部材（４４）であり、
   前記熱流束センサは、前記弾性部材が圧縮されて生じた反力によって、前記検出対象の電池セルに対して固定される、請求項４に記載の電池温調装置。
6. 前記固定部材は、接着剤（５２）である、請求項４に記載の電池温調装置。
7. 前記固定部材は、前記検出対象の電池セルと前記電池熱交換器との間に挟まれるとともに、前記熱流束センサを保持する凹部（５４）が形成された中間部材（４４）であり、
   前記熱流束センサは、前記凹部に保持されることによって、前記検出対象の電池セルに対して固定される、請求項４に記載の電池温調装置。
8. 前記検出対象の電池セルは、第１電池セル（１３Ａ）であり、
   前記熱流束センサは、第１熱流束センサ（３２Ａ）であり、
   前記電池温調装置は、前記複数の電池セルのうち前記第１電池セルとは別の第２電池セル（１３Ｂ）の表面に設けられ、前記第２電池セルと前記熱交換流体との間の熱流束を検出する第２熱流束センサ（３２Ｂ）を備える、請求項１に記載の電池温調装置。
9. 前記検出対象の電池セルは、第１電池セル（１３Ａ）であり、
   前記熱流束センサは、第１熱流束センサ（３２Ａ）であり、
   前記温度センサは、第１温度センサ（３４Ａ）であり、
   前記電池温調装置は、
   前記複数の電池セルのうち前記第１電池セルとは別の第２電池セル（１３Ｂ）の表面に設けられ、前記第２電池セルと前記熱交換流体との間の熱流束を検出する第２熱流束センサ（３２Ｂ）と、
   前記第２電池セルの表面に設けられ、前記第２電池セルの表面温度を検出する第２温度センサ（３４Ｂ）を備える、請求項２に記載の電池温調装置。

Images