JP2022163508A - 車両用電池の温度管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンルームへの外気導入用のファンの作動頻度を少なくしながら電池温度の上昇を抑制することが可能な車両用電池の温度管理装置を提供する。【解決手段】車両用電池の温度管理装置５０は、エンジンルーム３に配設され、電池本体１１および筐体１２を備える電池ユニット６と、エンジンルーム３の外気導入口７ａを開閉するシャッタ１０ａおよびシャッタ駆動部１０ｂを備えるシャッタユニット１０と、外気をエンジンルーム３に送り込む第１ファン９と、電池温度に基づいてシャッタユニット１０および第１ファン９の動作を制御する制御装置２１とを備える。制御装置２１は、車両停車時において、電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合にはシャッタ１０ａを開いて第１ファン９を作動させ、電池温度が冷却要求温度以下の場合にはシャッタを１０ａ閉じて第１ファン９を停止させるように、シャッタユニット１０および第１ファン９を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電池の温度管理装置に関する。

ガソリン車などの車両では、車両に搭載される１２Ｖ鉛蓄電池などの車両用電池は、エンジンのセルモータ、点火プラグまたは制御用マイコンなどの電源として用いられる関係上、一般的にエンジンルームに配置されている。

この電池を熱害から守る対策として、特許文献１記載の車両では、電池が配設されたエンジンルーム内が車両停車時に所定温度以上の高温になった場合には、グリルシャッタを開きラジエータファンを作動させる制御を行う。これにより、エンジンルーム内に外気を導入して電池を冷却することが可能である。

特開２０１６－９８６５０号公報

しかし、グリルシャッタを開きラジエータファンを作動させる上記制御の場合、車両停車時ごとに常にラジエータファンを作動させることが求められる場合があり、電力使用量が増大する。

ここで、ラジエータファンの作動による電池の冷却の代わりに、電池本体を筐体に収容し、筐体内に外気を導入する方法が考えられる。この方法では電池を効率的に冷却でき、また、停車時にラジエータファンを作動させなくても筐体内の空気による空気断熱によりある程度の時間は電池温度の上昇を抑制できると考えられる。しかし、この方法であっても、エンジンルーム内の空気の自然対流によって筐体の温度が徐々に上昇し、それに伴って電池温度が上昇する場合があり、さらなる改善が求められる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、エンジンルームへの外気導入用のファンの作動頻度を少なくしながら停車時のエンジンルーム内の自然対流を抑制して電池温度の上昇を抑制することが可能な車両用電池の温度管理装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の車両用電池の温度管理装置は、外気導入口を通して車両外部と連通するエンジンルームに配設され、電池本体と、電池本体を収容する筐体とを備える電池ユニットと、前記外気導入口を開閉するシャッタと、前記シャッタを駆動するシャッタ駆動部とを備えるシャッタユニットと、前記外気導入口を通して外気を前記エンジンルームに送り込む第１ファンと、前記電池本体の温度である電池温度を検出する電池温度センサと、前記電池温度に基づいて前記シャッタユニットおよび前記第１ファンの動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、車両停車時において、前記電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合には前記シャッタを開いて前記第１ファンを作動させ、前記電池温度が冷却要求温度以下の場合には前記シャッタを閉じて前記第１ファンを停止させるように、前記シャッタユニットおよび前記第１ファンを制御することを特徴とする。

かかる構成によれば、車両停車時において、電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合にはシャッタユニットのシャッタを開いて第１ファンを作動させることにより、エンジンルームへ外気を導入して電池ユニットの電池本体を筐体ととともに冷却する。一方、電池温度が冷却要求温度以下の場合にはシャッタを閉じて第１ファンを停止させることにより、エンジンルームへの外気の導入を止める。これにより、エンジンルーム内の自然対流を抑制し、筐体外壁の温度の上昇を抑制することが可能である。その結果、エンジンルームへの外気導入用の第１ファンの作動頻度を少なくしながら電池温度の上昇を抑制することが可能である。

上記の車両用電池の温度管理装置において、前記制御装置は、前記電池温度が前記冷却要求温度より低い熱気排出要求温度以下の際には前記シャッタを開くように、前記シャッタユニットを制御するのが好ましい。

かかる構成によれば、電池温度が冷却要求温度より低い熱気排出要求温度以下の際には、電池温度を下げることよりもエンジンルーム内の熱気を排出することを優先して、シャッタを開くことが可能である。これにより、エンジンルーム内の熱気排出性能を向上することが可能である。

上記の車両用電池の温度管理装置において、前記電池ユニットは、前記筐体の内部と前記エンジンルームの外部とを連通して当該エンジンルームの外部の空気を前記筐体の内部に導入可能な導入路と、前記筐体の内部の空気を排出可能な排出路と、をさらに備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、エンジンルーム外部の空気を導入路を通して筐体の内部に導入することにより筐体内部の電池本体を冷却し、それとともに電池本体から熱を受けた筐体内部の空気を排出路を通して排出することが可能である。その結果、電池温度の上昇をさらに抑制することが可能である。

上記の車両用電池の温度管理装置において、前記電池ユニットは、前記導入路を開閉する開閉弁をさらに備えているのが好ましい。

かかる構成によれば、開閉弁が導入路を開閉することにより筐体内の空気流動を制御することが可能になり、筐体から筐体内の空気への伝熱の促進および抑制の両方の制御が可能になる。

上記の車両用電池の温度管理装置において、前記導入路は、車室内に連通する導入口を有するのが好ましい。

車室内の空気は、エンジンルーム内の空気よりも相対的に低温であり、かつ、車体外部の空気のように温度の変動が少ない。そこで、上記の構成によれば、車室内の空気を導入口から導入路を介して筐体へ導入することにより、電池温度の上昇を確実に抑制することが可能である。

上記の車両用電池の温度管理装置において、前記排出路は、前記エンジンルーム外部における車両走行中において負圧が発生する位置に配置された排出口を有するのが好ましい。

かかる構成によれば、筐体内部の空間に対するエンジンルーム内の空気の対流による影響を抑制することが可能である。しかも、車両走行中に発生する負圧により、排出路内部の空気がエンジンルーム外部へ排出されるとともに導入路から筐体へ空気を導入することが可能になり、筐体内への空気導入用のファンが不要になる。

上記の車両用電池の温度管理装置において、前記温度管理装置は、前記導入路から前記筐体を経由して前記排出路への空気の流れを生成する第２ファンをさらに備え、前記制御装置は、前記電池温度が前記冷却要求温度より高い場合に、前記第２ファンを作動させ、前記第２ファンの作動後に前記電池温度が前記冷却要求温度以下に下がらない場合に、前記シャッタを開いて前記第１ファンを作動させるように、前記第２ファン、前記シャッタユニット、および前記第１ファンを制御するのが好ましい。

かかる構成によれば、電池温度が冷却要求温度より高い場合に、まず、第２ファンを作動させて、電池ユニットの導入路、筐体、および排出路を通る空気流れを生成することにより、導入路を通して筐体内部へエンジンルーム外の空気を送り込み、電池本体を冷却する。そして、第２ファンの作動後に電池温度が冷却要求温度以下に下がらない場合には、シャッタユニットのシャッタを開いて第１ファンを作動させることにより、エンジンルームへ外気を導入して電池ユニットの電池本体を筐体ととともに冷却する。これにより、第１ファンの作動頻度をさらに低減でき、電力消費をさらに抑制することが可能である。

本発明の車両用電池の温度管理装置によれば、エンジンルームへの外気導入用のファンの作動頻度を少なくしながら停車時のエンジンルーム内の自然対流を抑制して電池温度の上昇を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用電池の温度管理装置が適用される車両の主要な構成を簡略的に示す説明図である。 図１の電池ユニットの斜視説明図である。 エンジンルーム内における基準風速と対流熱伝導率との関係を示すグラフである。 図１の車両のアイドリングストップ時におけるラジエータファン、グリルシャッタ、および電磁開閉弁の制御を示すフローチャートである。 図１の車両の走行中におけるラジエータファン、グリルシャッタ、および電磁開閉弁の制御を示すフローチャートである。 図１の車両の走行中または停車中において冷却要求時のグリルシャッタおよびラジエータファンの動作を示す説明図である。 図１の車両の停車中かつ冷却不要時のグリルシャッタおよびラジエータファンの動作を示す説明図である。 図１のラジエータファンのＯＮ―ＯＦＦ、グリルシャッタの開閉、電池温度、筐体内空気温度、筐体外壁温度のタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に係る車両用電池の温度管理装置が適用される車両の主要な構成を簡略的に示す説明図である。 図１の電池ユニットの斜視説明図である。 図９の車両のアイドリングストップ時における電池専用ファン、ラジエータファン、グリルシャッタ、および電磁開閉弁の制御を示すフローチャートである。 図９の車両の走行中における電池専用ファン、ラジエータファン、グリルシャッタ、および電磁開閉弁の制御を示すフローチャートである。 （ａ）～（ｃ）は、電池ユニットの筐体外の環境温度をそれぞれ変えて設定した場合の、筐体外壁、筐体内壁、筐体内空間、電池表面および電池内部のそれぞれの温度の時間的変化を示すグラフである。 （ａ）～（ｃ）は、電池ユニットの筐体外側のエンジンルーム内の対流熱伝導率をそれぞれ変えて設定した場合の、筐体外壁、筐体内壁、筐体内空間、電池表面および電池内部のそれぞれの温度の時間的変化を示すグラフである。 （ａ）～（ｃ）は、電池ユニットの筐体内側の空間の対流熱伝導率をそれぞれ変えて設定した場合の、筐体外壁、筐体内壁、筐体内空間、電池表面および電池内部のそれぞれの温度の時間的変化を示すグラフである。 （ａ）～（ｃ）は、電池ユニットの筐体の容積（具体的には、筐体壁面と電池本体との距離）をそれぞれ変えて設定した場合の、筐体外壁、筐体内壁、筐体内空間、電池表面および電池内部のそれぞれの温度の時間的変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

（第１実施形態）
本発明の車両用電池の温度管理装置５０が適用された車両の一例として、本発明の第１実施形態として図１に示される車両１は、車体２における車室４の前方側Ｘ１にエンジンルーム３が配置され、当該エンジンルーム３の内部にガソリンエンジンなどの車輪駆動用のエンジン５とともに電池ユニット６が収容された構成を有する。電池ユニット６は、１２Ｖ鉛蓄電池などの車両用電池としての電池本体１１を含み、エンジン５のセルモータ、点火プラグまたは制御用マイコンなどの電源として用いられる。

エンジンルーム３の前方側Ｘ１には、車両前方Ｘ１に開口する外気導入口７ａを有する筒状のシュラウド７と、シュラウド７の内部にそれぞれ配置された、グリルシャッタ１０ａを有するシャッタユニット１０、ラジエータ８、およびラジエータファン９（第１ファン）とを有する。エンジンルーム３は、外気導入口７ａ通して車両１の外部と連通している。シャッタユニット１０およびラジエータファン９の動作は、制御装置２１によって制御される。

図１～２に示されるように、電池ユニット６は、電池本体１１と、電池本体１１を収容する空間１２ａを有する筐体１２と、筐体１２への空気導入路となる導入パイプ１３と、筐体１２からの空気排出路となる排出パイプ１４と、導入パイプ１３に設けられた電磁開閉弁１５と、筐体１２の空間１２ａに収容され、電池本体１１の下面と筐体１２との間を断熱する発泡材料（例えば、発泡樹脂）などの断熱材１６とを備える。

導入パイプ１３は、筐体１２の内部とエンジンルーム３の外部とを連通し、当該エンジンルーム３の外部の空気を筐体１２の内部に導入可能な導入路として機能する。本実施形態では、導入パイプ１３は、車室４内に連通する導入口１３ａを有する。

排出パイプ１４は、筐体１２の内部の空気を排出可能な排出路として機能する。本実施形態では、排出パイプ１４は、エンジンルーム３外部における車両走行中において負圧が発生する位置（例えば、図１に示されるように車体２におけるエンジンルーム３の上側の位置など）に配置された排出口１４ａを有する。

電磁開閉弁１５は、導入パイプ１３の内部に配置され、導入パイプ１３内部の流路（導入路）を開閉する開閉弁である。電磁開閉弁１５は、後述する制御装置２１からの信号に基づいて電磁力によって弁を開閉する。なお、本発明では、導入路の開閉弁として、上記の電磁開閉弁１５以外にも空気や油圧などを用いた開閉弁を採用することが可能である。

シャッタユニット１０は、シュラウド７の外気導入口７ａを開閉するグリルシャッタ１０ａ（シャッタ）と、グリルシャッタ１０ａを開閉駆動するシャッタ駆動部１０ｂとを備える。なお、シャッタ駆動部１０ｂは、シュラウド７の外部に配置してもよい。

ラジエータファン９（第１ファン）は、シュラウド７の外気導入口７ａを通して外気をエンジンルーム３に送り込むとともにラジエータ８を空気で冷却する。ラジエータファン９は、プロペラファンだけでなく、種々の送風手段であればよい。

なお、本実施形態では、本発明のシャッタユニットおよび第１ファンの一例として、シュラウド７内部にラジエータ８とともに配置されたグリルシャッタ１０ａを有するシャッタユニット１０およびラジエータファン９を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明のシャッタユニットおよび第１ファンは、ラジエータ８の冷却に関係するグリルシャッタ１０ａおよびラジエータファン９とは別に設けられたエンジンルーム３への空気導入路に設けてもよい。

本実施形態の車両１には、図１に示されるように、電池ユニット６およびエンジンルーム３における温度や空気の流速を検出するために、以下の複数のセンサ２３～２６が設けられている。

電池温度センサ２３は、電池本体１１の温度である電池温度を検出するセンサであり、電池本体１１に取り付けられている。

外壁温度センサ２４は、筐体１２の外壁の温度を検出するセンサであり、筐体１２の外壁に取り付けられている。

車室内温度センサ２５は、車室４の内部の温度を検出するセンサであり、車室４の内部に取り付けられている。

対流速度センサ２６は、エンジンルーム３の内部の空気の対流速度を検出するセンサであり、エンジンルーム３の内部に取り付けられている。

制御装置２１は、少なくとも電池温度センサ２３で検出された電池温度に基づいて、シャッタユニット１０およびラジエータファン９の動作を制御する。本実施形態では、制御装置２１は、上記のセンサ２３～２６によって検出された４つのパラメータである電池温度、筐体外壁温度、車室内温度、および対流速度に基づいて、シャッタユニット１０、ラジエータファン９および電磁開閉弁１５の動作を制御する。

以上のように構成された本実施形態の車両１における車両用電池の温度管理装置５０は、主要な構成として、電池ユニット６と、シャッタユニット１０と、ラジエータファン９（第１ファン）と、電池温度に基づいてシャッタユニット１０およびラジエータファン９の動作を制御する制御装置２１とを備えている。

ここで、エンジンルーム３内の空気流れと対流熱伝達率との関係について図３のグラフを参照しながら検証する。

車両停車時のエンジンルーム３の内部は、グリルシャッタ１０ａが開き、ラジエータファン９が作動した状態では、空気流れが発生する。図３に示されるように、エンジンルーム３の内部において風速０～１０ｍ／ｓの空気流れが生じている状態では、風速にほぼ比例して対流熱伝導率が増減する。また、ラジエータファン９を停止していても、グリルシャッタ１０ａが開いている状態では、エンジンルーム３への空気の出入は若干残るため、自然対流域（風速２．５ｍ／ｓ以下）に示されるように対流熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下の若干の自然対流がエンジンルーム３内に存在する。そのため、エンジンルーム３内のエンジン５などの熱源から発生する熱が自然対流を介して電池ユニット６の筐体１２へ伝熱しやすいので、筐体１２の外壁温度の上昇を抑制することは難しく、ラジエータファン９の作動頻度を低減できない。

そこで、本発明者らはこの課題を克服するために鋭意研究した結果、ラジエータファン９の作動頻度を少なくしながら電池温度の上昇を抑制するために、本実施形態に係る温度管理装置５０は、車両停車時において電池温度が冷却要求温度以下である場合にエンジンルーム３内の自然対流を抑制して電池温度の上昇を抑制する構成を有する。

具体的には、制御装置２１は、車両停車時において、電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合にはグリルシャッタ１０ａを開いてラジエータファン９を作動させ（後述の図４のフローチャートのステップＳ３～５および動作モード＜１＞参照）、電池温度が冷却要求温度以下の場合にはグリルシャッタ１０ａを閉じてラジエータファン９を停止させるように、シャッタユニット１０およびラジエータファン９を制御する（同ステップＳ３でＮｏの場合の動作モード＜３＞、＜５＞、＜６＞参照）。これにより、ラジエータファン９の作動頻度を少なくしながら電池温度の上昇を抑制することが可能になる。

さらに、本実施形態では、制御装置２１は、電池温度が冷却要求温度より低い熱気排出要求温度以下の際にはグリルシャッタ１０ａを開くように、シャッタユニット１０を制御する（後述の図４のフローチャートのステップＳ８、Ｓ１１、Ｓ１２のフローおよび動作モード＜４＞参照）。これにより、エンジンルーム３内の熱気排出性能を向上することが可能である。

（動作説明）
つぎに、図４～５のフローチャートを参照しながら、第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０の動作説明として、車両１のアイドリングストップ時および走行時の２つの場合における本実施形態のラジエータファン９、グリルシャッタ１０ａを有するシャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５の制御について説明する。

＜アイドリングストップ時の制御＞
まず、車両１のアイドリングストップ時における温度管理装置５０におけるラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５の制御について説明する。

図４のフローチャートのステップＳ１に示されるように、まず、電池温度センサ２３、外壁温度センサ２４、車室内温度センサ２５、および対流速度センサ２６を用いて、電池温度Ｔｂ、筐体外壁温度Ｔｏ、車室内温度Ｔｉ、およびエンジンルーム３内の対流速度（Ｅルーム対流速）Ｖを計測する。

ついで、ステップＳ２において、制御装置２１は、エンジン５がアイドリングストップしているか判定する。

アイドリングストップしている場合には、ステップＳ３へ進み、アイドリングストップしていない場合、すなわち、走行中の場合には、図５の走行中の場合のフローチャートへ移行してステップＳ１６へ進む。

ステップＳ３では、制御装置２１は、電池温度Ｔｂが所定の冷却要求温度Ｔ１より高いか（すなわち、Ｔｂ＞Ｔ１であるか）判定する。Ｔｂ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ４へ進み、Ｔｂ＞Ｔ１でない場合、すなわち、Ｔｂ≦Ｔ１の場合には、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ４では、制御装置２１は、筐体外壁温度Ｔｏが冷却要求温度Ｔ１より高いか（すなわち、Ｔｏ＞Ｔ１であるか）判定する。Ｔｏ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ５へ進み、Ｔｏ＞Ｔ１でない場合、すなわち、Ｔｏ≦Ｔ１の場合には、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ５では、動作モード＜１＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を作動し（ラジＦＡＮ作動）、グリルシャッタ１０ａを開き、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂおよび筐体外壁温度Ｔｏがいずれも冷却要求温度Ｔ１より高い場合に、エンジンルーム３に外気を導入してエンジンルーム３を冷却し、それとともに当該エンジンルーム３内部の電池ユニット６の電池本体１１および筐体１２の両方を速やかに冷却することが可能である（図６参照）。

一方、ステップＳ６では、動作モード＜２＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを開き、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より高く、筐体外壁温度ＴｏがＴ１以下である状態で、ラジエータファン９を停止してグリルシャッタ１０ａを開くことにより、エンジンルーム３から外部へ放熱しながら電池本体１１および筐体１２を冷却することが可能である（図７参照）。

ステップＳ７では、制御装置２１は、筐体外壁温度Ｔｏがエンジンルーム３内の機器に熱害を及ぼす温度Ｔ０より高いか（すなわち、Ｔｏ＞Ｔ０であるか）判定する。Ｔｏ＞Ｔ０の場合には、上記のステップＳ５へ進み、上記の動作モード＜１＞を実行する。Ｔｏ＞Ｔ０でない場合、すなわち、Ｔｏ≦Ｔ０の場合には、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、制御装置２１は、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より低い所定の熱気排出要求温度Ｔ２より高いか（すなわち、Ｔｂ＞Ｔ２であるか）判定する。Ｔｂ＞Ｔ２の場合には、ステップＳ９へ進み、Ｔｂ＞Ｔ２でない場合、すなわち、Ｔｂ≦Ｔ２の場合には、ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ９では、制御装置２１は、Ｅルーム対流速Ｖがエンジンルーム３内の空気粒子の衝突により伝熱が顕著になる速度Ｖ１より高いか（すなわち、Ｖ＞Ｖ１であるか）判定する。Ｖ＞Ｖ１の場合には、ステップＳ１０へ進み、Ｖ＞Ｖ１でない場合、すなわち、Ｖ≦Ｖ１の場合には、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１０では、動作モード＜３＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。この動作モード＜３＞では、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１と熱気排出要求温度Ｔ２との間にある（Ｔ１＞Ｔｂ＞Ｔ２）ので電池本体１１をすぐに冷却する必要はないが、Ｅルーム対流速Ｖが空気粒子の衝突により伝熱が顕著になる速度Ｖ１より高いので、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減し、自然対流が生じないようにして、電池温度の上昇を抑制することが可能である（図１参照）。

ステップＳ１１では、制御装置２１は、電池温度Ｔｂが電池本体１１の暖機が必要な温度（暖機必要温度）Ｔ３より高いか（すなわち、Ｔｂ＞Ｔ３であるか）判定する。Ｔｂ＞Ｔ３の場合には、ステップＳ１２へ進み、Ｔｂ＞Ｔ３でない場合、すなわち、Ｔｂ≦Ｔ３の場合には、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１２では、動作モード＜４＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを開き、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、ステップＳ８、Ｓ１１、Ｓ１２のフローのように、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より低い熱気排出要求温度Ｔ２以下の際には、電池冷却に対する余裕がある状態であるので、電池温度Ｔｂを下げることよりもエンジンルーム３内の熱気を排出することを優先して、ラジエータファン９を停止してグリルシャッタ１０ａを開くことが可能である（図７参照）。また、ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１２のフローのように、電池温度Ｔｂが熱気排出要求温度Ｔ２より高いが、Ｅルーム対流速Ｖが空気粒子の衝突により伝熱が顕著になる速度Ｖ１以下の場合も、グリルシャッタ１０ａを開くことにより、エンジンルーム３から外部へ放熱することが可能である。

なお、上記の動作モード＜１＞～＜４＞では、電磁開閉弁１５を閉じることにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を防止する。

ステップＳ１３では、制御装置２１は、筐体外壁温度Ｔｏが電池温度Ｔｂより高いか（すなわち、Ｔｏ＞Ｔｂであるか）判定する。Ｔｏ＞Ｔｂの場合には、ステップＳ１５へ進み、Ｔｏ＞Ｔｂでない場合、すなわち、Ｔｏ≦Ｔｂの場合には、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、動作モード＜５＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ１１、Ｓ１３のフロー）であり、かつ、筐体外壁温度Ｔｏが電池温度Ｔｂ以下である場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である（図１参照）。しかも、電磁開閉弁１５を閉じることにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を防止するので、電池本体１１の熱が電池本体１１よりも冷たい筐体１２へ移動することを抑制し、電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

ステップＳ１５では、動作モード＜６＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ１１、Ｓ１３のフロー）で、かつ、筐体外壁温度Ｔｏが電池温度Ｔｂよりも高い場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である（図１参照）。それとともに、電磁開閉弁１５を開くことにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を促進し、筐体１２の熱を利用して電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

＜走行時の制御＞
上記のアイドリングストップ時の制御に引き続き、車両１の走行時における温度管理装置５０におけるラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５の制御について説明する。

上記のように、図４のステップＳ３においてアイドリングストップしていない場合、すなわち、走行中と判定された場合には、図５の走行中の場合のフローチャートへ移行してステップＳ１６へ進む。

図５のフローチャートのステップＳ１６では、上記のステップＳ３と同様に、制御装置２１は、Ｔｂ＞Ｔ１であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ１７へ進み、Ｔｂ＞Ｔ１でない場合（Ｔｂ≦Ｔ１の場合）には、ステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１７では、上記のステップＳ４と同様に、制御装置２１は、Ｔｏ＞Ｔ１であるか判定する。Ｔｏ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ１８へ進み、Ｔｏ＞Ｔ１でない場合（Ｔｏ≦Ｔ１の場合）には、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ１８では、動作モード＜７＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを開き、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂおよび筐体外壁温度Ｔｏがいずれも冷却要求温度Ｔ１より高い場合に、グリルシャッタ１０ａを開けて走行風をエンジンルーム３内に導入するとともに車室４内の空気を筐体１２内部に導入することにより、ラジエータファン９を停止していても、エンジンルーム３を冷却し、それとともに当該エンジンルーム３内部の電池ユニット６の電池本体１１および筐体１２の両方を速やかに冷却することが可能である（図６参照）。さらに、電磁開閉弁１５を開け、走行時に排出口１４ａで発生する負圧を利用して車室４内の空気を筐体１２内部に導入することにより、電池本体１１のさらなる冷却が可能である。

ステップＳ１９では、制御装置２１は、上記のステップＳ１１と同様に、Ｔｂ＞Ｔ３であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ３の場合には、ステップＳ２０へ進み、Ｔｂ＞Ｔ３でない場合（Ｔｂ≦Ｔ３の場合）には、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２０では、動作モード＜８＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１と暖機必要温度Ｔ３の間の場合（Ｔ１＞Ｔｂ＞Ｔ３の場合（ステップＳ１９、Ｓ２０のフロー））に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である（図１参照）。それとともに、電磁開閉弁１５を開くことにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を促進する。これにより、電池本体１１を適温に維持することが可能である。また、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より高いが、筐体外壁温度Ｔｏが冷却要求温度Ｔ１以下の場合（ステップＳ１７、Ｓ２０のフロー）も、上記と同様に、エンジンルーム３内の空気流動を低減するとともに、電池本体１１を適温に維持することが可能である。

ステップＳ２１では、制御装置２１は、車室内温度Ｔｉが電池温度Ｔｂより高いか（すなわち、Ｔｉ＞Ｔｂであるか）判定する。Ｔｉ＞Ｔｂの場合には、ステップＳ２０へ進み、Ｔｉ＞Ｔｂでない場合、すなわち、Ｔｉ≦Ｔｂの場合には、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２１、Ｓ２０のフローの場合、動作モード＜９＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である（図１参照）。それとともに、電磁開閉弁１５を開くことにより、車室４内の空気を導入パイプ１３を通して筐体１２内へ導入し、電池本体１１よりも高い車室４内の熱を利用して電池本体１１を暖機することが可能である。

ステップＳ２２では、動作モード＜１０＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ１９、Ｓ２１のフロー）であるが、車室内温度Ｔｉが電池温度Ｔｂ以下である場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である（図１参照）。しかも、電磁開閉弁１５を閉じることにより、冷たい車室４内の空気により電池本体１１の温度が低下することを抑制し、電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

＜タイムチャートについての説明＞
つぎに、図８のラジエータファン９のＯＮ―ＯＦＦ、グリルシャッタ１０ａの開閉、電池温度Ｉ、筐体内空気温度ＩＩ、筐体外壁温度ＩＩＩのタイムチャートについて説明する。

まず、電池温度の前提条件として、電池温度は、図１３のグラフに示されるように、筐体１２外の環境温度（すなわち、エンジンルーム３内の温度）に対する感度が高い傾向が有る。なお、図１３（ａ）～（ｃ）は、電池ユニット６の筐体１２外の環境温度をそれぞれ変えて設定した場合の、筐体外壁、筐体内壁、筐体内空間、電池表面および電池内部のそれぞれの温度の時間的変化を示すグラフである。図１３では、Ｔ１：筐体外壁温度、Ｔ２：筐体内壁温度、Ｔ３：筐体内空間温度、Ｔ４：電池表面温度、Ｔ５：電池内部温度、バッテリ上限温度ＴＡを示す。図１３（ａ）～（ｃ）では、環境温度が７０℃、８０℃、９０℃と上昇するにつれて、電池表面および内部の温度Ｔ４、Ｔ５が早期にバッテリ上限温度ＴＡに達する。

同様に、電池温度は、図１４～１５のグラフに示されるように、筐体１２の外部および内部における空気の対流に対する感度も高い傾向が有る（すなわち、対流想定の対流熱伝達率の上昇つれて電池表面および内部の温度Ｔ４、Ｔ５が早期にバッテリ上限温度ＴＡに達する。）。なお、電池温度は、図１６のグラフに示されるように、筐体内の容積（具体的には、筐体壁面と電池本体との距離）に対する感度は非常に低い傾向が有る。

したがって、上記の傾向を考慮すれば、図８の電池温度Ｉは、筐体内空気温度ＩＩおよび筐体外壁温度ＩＩＩ（＝エンジンルーム３内の空気の温度）の両方に影響される。

上記の本実施形態の車両用電池の温度管理装置５０では、図８に示されるように、電池温度Ｉが熱気排出要求温度Ｔ２に達するまでの間（時点ｔ１より前）は、上記の図４のステップＳ１２の動作モード＜４＞のように、ラジエータファン９は停止した状態で、グリルシャッタ１０ａを開けておき、電池温度の冷却よりもエンジンルーム３の放熱を優先させている。時点ｔ１より前の段階では、電池温度Ｉの上昇とともに筐体内空気温度ＩＩおよび筐体外壁温度ＩＩＩも上昇する。

なお、筐体内空気温度ＩＩと車室４内側の温度との温度差が大きく、空気の入れ替えによる自然対流が生じるため、電磁開閉弁１５は常時閉じ続けておく。

電池温度Ｉが熱気排出要求温度Ｔ２以上になった時（時点ｔ１～ｔ２の間）には、上記の図４のステップＳ１３の動作モード＜３＞のように、グリルシャッタ１０ａを閉じてエンジンルーム３内部の自然対流を抑制して、電池ユニット６の電池本体１１および筐体１２の温度上昇を抑制する。この時には、まだラジエータファン９を作動させないでおく。この時点ｔ１～ｔ２の間では、電池温度Ｉ、筐体内空気温度ＩＩおよび筐体外壁温度ＩＩＩの上昇の勾配が緩やかになる。

さらに、電池温度Ｉが冷却要求温度Ｔ１以上になった時（時点ｔ２以降）には、図４のステップＳ５の動作モード＜１＞のように、グリルシャッタ１０ａを開けてラジエータファン９を作動することにより、エンジンルーム３に外気を導入してエンジンルーム３を冷却し、それとともに当該エンジンルーム３内部の電池ユニット６の電池本体１１および筐体１２の両方を速やかに冷却することが可能である。その結果、電池温度Ｉが電池の動作限界であるバッテリ上限温度に達することを回避することができる。

一方、エンジンルーム３内部で何らかの異常が発生して、筐体外壁温度ＩＩＩ（＝エンジンルーム３内の空気の温度）がエンジンルーム３内の機器に熱害を及ぼす温度Ｔ０に達した場合（曲線ＩＩＩ’および時点ｔ３参照）には、電池温度Ｉが冷却要求温度Ｔ１になる時点ｔ２よりも前に、グリルシャッタ１０ａを開けてラジエータファン９を作動する（図４のステップＳ３、Ｓ７、Ｓ５のフロー参照）。これにより、エンジンルーム３に外気を導入してエンジンルーム３を速やかに冷却することが可能である。

（第１実施形態の特徴）
（１）
第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０は、外気導入口７ａを通して車両１の外部と連通するエンジンルーム３に配設され、電池本体１１と、電池本体１１を収容する筐体１２とを備える電池ユニット６と、外気導入口７ａを開閉するグリルシャッタ１０ａ（シャッタ）と、グリルシャッタ１０ａを駆動するシャッタ駆動部１０ｂとを備えるシャッタユニット１０と、外気導入口７ａを通して外気をエンジンルーム３に送り込むラジエータファン９（第１ファン）と、電池本体１１の温度である電池温度を検出する電池温度センサ２３と、電池温度に基づいてシャッタユニット１０およびラジエータファンの動作を制御する制御装置２１とを備えている。

制御装置２１は、車両停車時において、電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合にはグリルシャッタ１０ａを開いてラジエータファン９を作動させ（図４のフローチャートのステップＳ３～Ｓ５および動作モード＜１＞参照）、電池温度が冷却要求温度以下の場合にはグリルシャッタ１０ａを閉じてラジエータファン９を停止させるように、シャッタユニット１０およびラジエータファン９を制御する（同ステップＳ３でＮｏの場合の動作モード＜３＞、＜５＞、＜６＞参照）。

かかる構成によれば、車両停車時において、電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合にはシャッタユニット１０のグリルシャッタ１０ａを開いてラジエータファン９を作動させることにより、エンジンルーム３へ外気を導入して電池ユニット６の電池本体１１を筐体１２ととともに冷却する。一方、電池温度が冷却要求温度以下の場合にはグリルシャッタ１０ａを閉じてラジエータファン９を停止させることにより、エンジンルーム３への外気の導入を止める。これにより、エンジンルーム３内の自然対流を抑制し、筐体１２の外壁の温度の上昇を抑制することが可能である。その結果、エンジンルーム３への外気導入用のラジエータファン９の作動頻度を少なくしながら電池温度の上昇を抑制することが可能である。

（２）
第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０では、制御装置２１は、電池温度が冷却要求温度より低い熱気排出要求温度以下の際にはグリルシャッタ１０ａを開くように、シャッタユニット１０を制御する（図４のステップＳ８、Ｓ１１、Ｓ１２のフローおよび動作モード＜４＞参照）。

かかる構成によれば、電池温度が冷却要求温度より低い熱気排出要求温度以下の際には、電池冷却に対する余裕がある状態であるので、電池温度を下げることよりもエンジンルーム３内の熱気を排出することを優先して、グリルシャッタ１０ａを開くことが可能である。これにより、エンジンルーム３内の熱気排出性能を向上することが可能である。

（３）
第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０では、電池ユニット６は、筐体１２の内部とエンジンルーム３の外部とを連通して当該エンジンルーム３の外部の空気を筐体１２の内部に導入可能な導入パイプ１３（導入路）と、筐体１２の内部の空気を排出可能な排出パイプ１４（排出路）とをさらに備えている。

かかる構成によれば、エンジンルーム３外部の空気を導入パイプ１３を通して筐体１２の内部に導入することにより筐体１２内部の電池本体１１を冷却し、それとともに電池本体１１から熱を受けた筐体１２内部の空気を排出パイプ１４を通して排出することが可能である。その結果、電池温度の上昇をさらに抑制することが可能である。

例えば、車両走行時において、電磁開閉弁１５が開いた状態では（図５のステップＳ１８、Ｓ２０および動作モード＜７＞～＜９＞参照）、図１の排出パイプ１４の排出口１４ａで発生する負圧を利用して、導入パイプ１３を通してエンジンルーム３外部である車室４内の空気を筐体１２の内部に導入することにより筐体１２内部の電池本体１１を冷却し、それとともに電池本体１１から熱を受けた筐体１２内部の空気を排出パイプ１４を通して排出することが可能である。また、停車時では、走行時に筐体１２内部に導入された（エンジンルーム３内部よりも）低温の空気が、筐体１２内部に滞留していることにより、電池温度の上昇を抑制することが可能である。

なお、本実施形態では、電池ユニット６は、導入パイプ１３（導入路）および排出パイプ１４（排出路）を備えているが、本発明ではこれに限定されるものではなく、導入パイプ１３（導入路）および排出パイプ１４（排出路）を備えていなくてもよい。すなわち、本発明の電池ユニットは、必須の構成として、電池本体および筐体を備えていればよい。また、筐体１２内部の冷却のために、上記の導入パイプ１３（導入路）および排出パイプ１４（排出路）の代わりに、電池本体１１を冷却する手段（ウォータージャケットやペルチェ素子など）を設けてもよい。

（４）
第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０では、電池ユニット６は、導入パイプ１３を開閉する電磁開閉弁１５（開閉弁）をさらに備えている。

かかる構成によれば、電磁開閉弁１５が導入パイプ１３を開閉することにより筐体１２内の空気流動を制御することが可能になり、筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱の促進および抑制の両方の制御が可能になる。

（５）
第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０では、導入パイプ１３（導入路）は、車室４内に連通する導入口１３ａを有する。

車室４内の空気は、エンジンルーム３内の空気よりも相対的に低温であり、かつ、車体外部の空気のように温度の変動が少ない。そこで、上記の構成によれば、車室４内の空気を導入口１３ａから導入パイプ１３を介して筐体１２へ導入することにより、電池温度の上昇を確実に抑制することが可能である。

（６）
第１実施形態の車両用電池の温度管理装置５０では、排出パイプ１４（排出路）は、エンジンルーム３外部における車両走行中において負圧が発生する位置に配置された排出口１４ａを有する。

かかる構成によれば、筐体１２内部の空間に対するエンジンルーム３内の空気の対流による影響を抑制することが可能である。しかも、車両走行中に発生する負圧により、排出パイプ１４内部の空気がエンジンルーム３外部へ排出されるとともに導入パイプ１３から筐体１２へ空気を導入することが可能になり、筐体１２内への空気導入用のファンが不要になる。

（第２実施形態）
本発明の車両用電池の温度管理装置５０の第２実施形態として、図９～１０に示される温度管理装置５０は、導入パイプ１３（導入路）から筐体１２を経由して排出パイプ１４（排出路）への空気の流れを生成する第２ファンとして、電池専用ファン２７をさらに備えている点、および制御装置２１による電池専用ファン２７、シャッタユニット１０、およびラジエータファン９の制御が異なる点で、図１～２に示される上記第１実施形態の温度管理装置５０と異なっているが、その他の点の構成は共通している。

具体的には、第２実施形態では、電池専用ファン２７は、例えば、排出パイプ１４に配置され、導入パイプ１３、筐体１２、および排出パイプ１４への一連の空気の流れを生成することが可能である。なお、本発明の第２ファンである電池専用ファン２７は、導入パイプ１３、筐体１２、および排出パイプ１４への一連の空気の流れを生成することができればよく、排出パイプ１４以外の場所、例えば、導入パイプ１３などに配置してもよい。

また、第２実施形態では、制御装置２１は、電池温度が冷却要求温度より高い場合に、第２ファンを作動させ、第２ファンの作動後に電池温度が冷却要求温度以下に下がらない場合に、グリルシャッタ１０ａを開いてラジエータファン９を作動させるように、第２ファン、シャッタユニット１０、およびラジエータファン９を制御する（後述の図１１のフローチャートのＳ３３～Ｓ３６および動作モード＜１＞参照）。

この第２実施形態の温度管理装置５０の構成によれば、電池温度が冷却要求温度より高い場合に、まず、電池専用ファン２７を作動させて、電池ユニット６の導入パイプ１３、筐体１２、および排出パイプ１４を通る空気流れを生成することにより、導入パイプ１３を通して筐体１２内部へエンジンルーム３外の空気を送り込み、電池本体１１を冷却する。そして、電池専用ファン２７の作動後に電池温度が冷却要求温度以下に下がらない場合には、シャッタユニット１０のグリルシャッタ１０ａを開いてラジエータファン９を作動させることにより、エンジンルーム３へ外気を導入して電池ユニット６の電池本体１１を筐体１２ととともに冷却する。これにより、ラジエータファン９の作動頻度をさらに低減でき、電力消費をさらに抑制することが可能である。

（動作説明）
つぎに、図１１～１２のフローチャートを参照しながら、第２実施形態の車両用電池の温度管理装置５０の動作説明として、車両１のアイドリングストップ時および走行時の２つの場合における、電池専用ファン２７、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５の制御について説明する。

＜アイドリングストップ時の制御＞
車両１のアイドリングストップ時では、まず、図１１のフローチャートのステップＳ３１に示されるように、図１のステップＳ１と同様に、電池温度センサ２３、外壁温度センサ２４、車室内温度センサ２５、および対流速度センサ２６を用いて、電池温度Ｔｂ、筐体外壁温度Ｔｏ、車室内温度Ｔｉ、およびエンジンルーム３内の対流速度（Ｅルーム対流速）Ｖを計測する。

ついで、同ステップＳ２と同様に、ステップＳ３２において、制御装置２１は、エンジン５がアイドリングストップしているか判定する。

アイドリングストップしている場合には、ステップＳ３３へ進み、アイドリングストップしていない場合、すなわち、走行中の場合には、図１２の走行中の場合のフローチャートへ移行してステップＳ４９へ進む。

ステップＳ３３では、同ステップＳ３と同様に、制御装置２１は、Ｔｂ＞Ｔ１であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ３４へ進み、Ｔｂ≦Ｔ１の場合には、ステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３４では、制御装置２１は、電池専用ファン２７を作動し、電磁開閉弁１５開き、筐体１２内部に車室４内部の空気を引き込み、電池本体１１を冷却する。

ついで、ステップＳ３５では、所定時間経過しても電池温度Ｔｂが所定温度（例えば、Ｔ１）より低い温度まで下がらないか判定する。電池温度が下がらない場合には、ステップＳ３６へ進み、下がった場合には、ステップＳ３７へ進む。

ステップＳ３６では、動作モード＜１＞として、制御装置２１は、電池専用ファン２７の作動および電磁開閉弁１５の開状態を維持したまま、ラジエータファン９を作動し（ラジＦＡＮ作動）、グリルシャッタ１０ａを開くように、ラジエータファン９、およびシャッタユニット１０を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より高い場合に、エンジンルーム３に外気を導入してエンジンルーム３を冷却し、それとともに当該エンジンルーム３内部の電池ユニット６の筐体１２を冷却する。さらに、筐体１２の内部が空気流動状態で対流熱伝達率が高くなっているので、電池本体１１を速やかに冷却することが可能である。

一方、ステップＳ３７では、動作モード＜２＞として、制御装置２１は、電池専用ファン２７の作動および電磁開閉弁１５の開状態を維持したまま、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを開くように、ラジエータファン９およびシャッタユニット１０を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より高い状態で、ラジエータファン９を停止してグリルシャッタ１０ａを開くことにより、エンジンルーム３から外部へ放熱しながら筐体１２を冷却する。さらに、筐体１２の内部が空気流動状態で対流熱伝達率が高くなっているので、電池本体１１を速やかに冷却することが可能である。

ステップ３８では、図１のステップＳ７と同様に、制御装置２１は、Ｔｏ＞Ｔ０であるか判定する。Ｔｏ＞Ｔ０の場合には、上記のステップＳ３６へ進み、上記の動作モード＜１＞を実行する。Ｔｏ≦Ｔ０の場合には、ステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９では、同ステップＳ８と同様に、制御装置２１は、Ｔｂ＞Ｔ２であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ２の場合には、ステップＳ４０へ進み、Ｔｂ≦Ｔ２の場合には、ステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４０では、同ステップＳ９と同様に、制御装置２１は、Ｖ＞Ｖ１であるか判定する。Ｖ＞Ｖ１の場合には、ステップＳ４１へ進み、Ｖ≦Ｖ１の場合には、ステップＳ４３へ進む。

ステップＳ４１では、動作モード＜３＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電池専用ファン２７を停止し、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、電池専用ファン２７および電磁開閉弁１５を制御する。この動作モード＜３＞では、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１と熱気排出要求温度Ｔ２との間にある（Ｔ１＞Ｔｂ＞Ｔ２）ので電池本体１１をすぐに冷却する必要はないが、Ｅルーム対流速Ｖが空気粒子の衝突により伝熱が顕著になる速度Ｖ１より高いので、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減し、エンジンルーム３内の自然対流が生じないようにする。さらに、電池専用ファン２７を停止するとともに電磁開閉弁１５を閉じることにより、筐体１２内部の自然対流を生じないようにする。これにより、電池温度の上昇を抑制することが可能である。

ステップＳ４２では、同ステップＳ１１と同様に、制御装置２１は、Ｔｂ＞Ｔ３であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ３の場合には、ステップＳ４３へ進み、Ｔｂ≦Ｔ３の場合には、ステップＳ４４へ進む。

ステップＳ４３では、動作モード＜４＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを開き、電池専用ファン２７を停止し、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、電池専用ファン２７、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、ステップＳ３９、Ｓ４２、Ｓ４３のフローのように、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より低い熱気排出要求温度Ｔ２以下の際には、電池冷却に対する余裕がある状態であるので、電池温度Ｔｂを下げることよりもエンジンルーム３内の熱気を排出することを優先して、ラジエータファン９を停止してグリルシャッタ１０ａを開くことが可能である。また、ステップＳ３９、Ｓ４０、Ｓ４３のフローのように、電池温度Ｔｂが熱気排出要求温度Ｔ２より高いが、Ｅルーム対流速Ｖが空気粒子の衝突により伝熱が顕著になる速度Ｖ１以下の場合も、グリルシャッタ１０ａを開くことにより、エンジンルーム３から外部へ放熱することが可能である。

なお、上記の動作モード＜３＞～＜４＞では、電磁開閉弁１５を閉じることにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を防止する。

ステップＳ４４では、図５のステップＳ２１と同様に、制御装置２１は、Ｔｉ＞Ｔｂであるか判定する。Ｔｉ＞Ｔｂの場合には、ステップＳ４５へ進み、Ｔｉ≦Ｔｂの場合には、ステップＳ４６へ進む。

ステップＳ４５では、動作モード＜５＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電池専用ファン２７を作動し、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、電池専用ファン２７、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ４２、Ｓ４４のフロー）で、かつ、車室内温度Ｔｉが電池温度Ｔｂよりも高い場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である。それとともに、電磁開閉弁１５を開くとともに電池専用ファン２７を作動することにより、車室４内の空気を筐体１２内部に送り込み、車室４内の熱を利用して電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

ステップＳ４６では、同ステップＳ１３と同様に、制御装置２１は、Ｔｏ＞Ｔｂであるか判定する。Ｔｏ＞Ｔｂの場合には、ステップＳ４８へ進み、Ｔｏ≦Ｔｂの場合には、ステップＳ４７へ進む。

ステップＳ４７では、動作モード＜６＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電池専用ファン２７を停止し、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、電池専用ファン２７、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ４２、Ｓ４４、Ｓ４６のフロー）であり、かつ、筐体外壁温度Ｔｏが電池温度Ｔｂ以下である場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である。しかも、電磁開閉弁１５を閉じて電池専用ファン２７を停止することにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を防止するので、電池本体１１の熱が電池本体１１よりも冷たい筐体１２へ移動することを抑制し、電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

ステップＳ４８では、動作モード＜７＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電池専用ファン２７を停止し、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、電池専用ファン２７、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ４２、Ｓ４４、４６のフロー）で、かつ、筐体外壁温度Ｔｏが電池温度Ｔｂよりも高い場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である。それとともに、電磁開閉弁１５を開くことにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を促進し、筐体１２の熱を利用して電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

＜走行時の制御＞
上記のアイドリングストップ時の制御に引き続き、車両１の走行時における温度管理装置５０における電池専用ファン２７、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５の制御について説明する。

上記のように、図１１のステップＳ３２においてアイドリングストップしていない場合、すなわち、走行中と判定された場合には、図１２の走行中の場合のフローチャートへ移行してステップＳ４９へ進む。

図５のフローチャートのステップ４９では、電池専用ファン２７を停止する。走行中であれば、電池専用ファン２７を停止していても、排出口１４ａで発生する負圧により、車室４内の空気を導入パイプ１３を通して筐体１２内部に導入して電池本体１１の冷却をすることが可能である。

ついで、ステップＳ５０では、図５のステップＳ１６と同様に、制御装置２１は、Ｔｂ＞Ｔ１であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ５１へ進み、Ｔｂ≦Ｔ１の場合には、ステップＳ５３へ進む。

ステップＳ５１では、同ステップＳ１７と同様に、制御装置２１は、Ｔｏ＞Ｔ１であるか判定する。Ｔｏ＞Ｔ１の場合には、ステップＳ５２へ進み、Ｔｏ≦Ｔ１の場合には、ステップＳ５４へ進む。

ステップＳ５２では、動作モード＜８＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを開き、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂおよび筐体外壁温度Ｔｏがいずれも冷却要求温度Ｔ１より高い場合に、グリルシャッタ１０ａを開けて走行風をエンジンルーム３内に導入するとともに車室４内の空気を筐体１２内部に導入することにより、ラジエータファン９を停止していても、エンジンルーム３を冷却し、それとともに当該エンジンルーム３内部の電池ユニット６の電池本体１１および筐体１２の両方を速やかに冷却することが可能である。

ステップＳ５３では、同ステップＳ１９と同様に、制御装置２１は、Ｔｂ＞Ｔ３であるか判定する。Ｔｂ＞Ｔ３の場合には、ステップＳ５４へ進み、Ｔｂ≦Ｔ３の場合には、ステップＳ５５へ進む。

ステップＳ５４では、動作モード＜９＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１と暖機必要温度Ｔ３の間の場合（Ｔ１＞Ｔｂ＞Ｔ３の場合（ステップＳ５０、Ｓ５３のフロー））に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である。それとともに、電磁開閉弁１５を開くことにより、空気流動による筐体１２から筐体１２内の空気への伝熱を促進する。これにより、電池本体１１を適温に維持することが可能である。また、電池温度Ｔｂが冷却要求温度Ｔ１より高いが、筐体外壁温度Ｔｏが冷却要求温度Ｔ１以下の場合（ステップＳ５１、Ｓ５４のフロー）も、上記と同様に、エンジンルーム３内の空気流動を低減するとともに、電池本体１１を適温に維持することが可能である。

ステップＳ５５では、同ステップＳ２１と同様に、制御装置２１は、Ｔｉ＞Ｔｂであるか判定する。Ｔｉ＞Ｔｂの場合には、ステップＳ５４へ進み、Ｔｉ≦Ｔｂの場合には、ステップＳ５６へ進む。

ステップＳ５５、Ｓ５４のフローの場合、動作モード＜１０＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を開くように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である。それとともに、電磁開閉弁１５を開くことにより、車室４内の空気を導入パイプ１３を通して筐体１２内へ導入し、電池本体１１よりも高い車室４内の熱を利用して電池本体１１を暖機することが可能である。

ステップＳ５６では、動作モード＜１１＞として、制御装置２１は、ラジエータファン９を停止し（ラジＦＡＮ停止）、グリルシャッタ１０ａを閉じ、電磁開閉弁１５を閉じるように、ラジエータファン９、シャッタユニット１０、および電磁開閉弁１５を制御する。これにより、電池温度Ｔｂが暖機必要温度Ｔ３以下の場合（ステップＳ５３、Ｓ５５のフロー）であるが、車室内温度Ｔｉが電池温度Ｔｂ以下である場合に、ラジエータファン９を停止するとともにグリルシャッタ１０ａを閉じることにより、エンジンルーム３内の空気流動を低減することが可能である。しかも、電磁開閉弁１５を閉じることにより、冷たい車室４内の空気により電池本体１１の温度が低下することを抑制し、電池本体１１の暖機を行うことが可能である。

１ 車両
２ 車体
３ エンジンルーム
４ 車室
５ エンジン
６ 電池ユニット
７ シュラウド
７ａ 外気導入口
９ ラジエータファン（第１ファン）
１０ シャッタユニット
１０ａ クリルシャッタ
１０ｂ シャッタ駆動部
１１ 電池本体
１２ 筐体
１３ 導入パイプ（導入路）
１３ａ 導入口
１４ 排出パイプ（排出路）
１４ａ 排出口
１５ 電磁開閉弁（開閉弁）
２１ 制御装置
２３ 電池温度センサ
２４ 外壁温度センサ
２５ 車室内温度センサ
２６ 対流速度センサ
２７ 電池専用ファン

Claims (7)

1. 車両用電池の温度管理装置であって、
   外気導入口を通して車両外部と連通するエンジンルームに配設され、電池本体と、電池本体を収容する筐体とを備える電池ユニットと、
   前記外気導入口を開閉するシャッタと、前記シャッタを駆動するシャッタ駆動部とを備えるシャッタユニットと、
   前記外気導入口を通して外気を前記エンジンルームに送り込む第１ファンと、
   前記電池本体の温度である電池温度を検出する電池温度センサと、
   前記電池温度に基づいて前記シャッタユニットおよび前記第１ファンの動作を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、車両停車時において、前記電池温度が所定の冷却要求温度より高い場合には前記シャッタを開いて前記第１ファンを作動させ、前記電池温度が冷却要求温度以下の場合には前記シャッタを閉じて前記第１ファンを停止させるように、前記シャッタユニットおよび前記第１ファンを制御する
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。
2. 請求項１に記載の車両用電池の温度管理装置において、
   前記制御装置は、前記電池温度が前記冷却要求温度より低い熱気排出要求温度以下の際には前記シャッタを開くように、前記シャッタユニットを制御する、
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用電池の温度管理装置において、
   前記電池ユニットは、
   前記筐体の内部と前記エンジンルームの外部とを連通して当該エンジンルームの外部の空気を前記筐体の内部に導入可能な導入路と、
   前記筐体の内部の空気を排出可能な排出路と、
   をさらに備えている、
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。
4. 請求項３に記載の車両用電池の温度管理装置において、
   前記電池ユニットは、前記導入路を開閉する開閉弁をさらに備えている、
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。
5. 請求項３または４に記載の車両用電池の温度管理装置において、
   前記導入路は、車室内に連通する導入口を有する、
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。
6. 請求項３～５のいずれか１項に記載の車両用電池の温度管理装置において、
   前記排出路は、前記エンジンルーム外部における車両走行中において負圧が発生する位置に配置された排出口を有する、
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。
7. 請求項３～６のいずれか１項に記載の車両用電池の温度管理装置において、
   前記温度管理装置は、前記導入路から前記筐体を経由して前記排出路への空気の流れを生成する第２ファンをさらに備え、
   前記制御装置は、前記電池温度が前記冷却要求温度より高い場合に、前記第２ファンを作動させ、前記第２ファンの作動後に前記電池温度が前記冷却要求温度以下に下がらない場合に、前記シャッタを開いて前記第１ファンを作動させるように、前記第２ファン、前記シャッタユニット、および前記第１ファンを制御する、
   ことを特徴とする車両用電池の温度管理装置。

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