JP5776792B2 - 蓄電装置の冷却装置および蓄電装置の冷却制御方法 - Google Patents

蓄電装置の冷却装置および蓄電装置の冷却制御方法 Download PDF

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Description

この発明は、車両に搭載される蓄電装置の冷却装置および蓄電装置の冷却制御方法に関する。
従来、モータからの駆動力により走行するハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車が知られている。このような車両には、モータに供給する電力を蓄えるために、バッテリやキャパシタが搭載されている。バッテリやキャパシタは、電力を充放電する際に発熱する。そのため、バッテリやキャパシタを冷却する必要がある。
特開２０１１−１５９６３３号公報（特許文献１）は、ハイブリッド型の鉄道車両に用いられる電池ユニットを開示する。この電池ユニットでは、電極部が密閉化された空間に配置される。
この電池ユニットによれば、外部から電池ユニット内に取り込まれた冷却風に含まれる塵埃が電極部に付着することを防止できる。その結果、電気的不具合の発生を抑制できる（特許文献１参照）。
特開２０１１−１５９６３３号公報
上記のハイブリッド型の鉄道車両に用いられる電池ユニットは、一般に、車体の床下に搭載されるため、多くの塵埃を含む空気を取り込んでいる。
一方、ハイブリッド自動車、燃料電池車、電気自動車の電池ユニットは、車外に比べて清浄な車室内から空気を取り込んでいるため、電池ユニットを冷却する空気に含まれる塵埃は少ない。
しかしながら、電池ユニット内へ車室内の空気を導入するための吸気口は、リアシートの側部や下部（乗員の足元）などに設けられる場合が多い。このため、乗員の乗降に伴ってドアが開放された際に、外部から車室内へ流入する塵埃、または、乗員に付着している塵埃などが吸気口から電池ユニット内に吸入される可能性がある。
それゆえに、この発明の目的は、車室内から吸引した空気によって蓄電装置を冷却する冷却装置において、塵埃を含んだ冷却風が蓄電装置へ送られることを抑制することである。
また、この発明の別の目的は、車室内から吸引した空気によって蓄電装置を冷却する冷却制御方法において、塵埃を含んだ冷却風が蓄電装置へ送られることを抑制することである。
この発明によれば、蓄電装置の冷却装置は、車両に搭載された蓄電装置の冷却装置であって、送風装置と、制御装置とを備える。送風装置は、車両の車室内の空気を吸引して蓄電装置へ冷却風を送風する。制御装置は、車両の少なくとも一部のドアが開かれている場合に、車両のすべてのドアが閉じられている場合よりも蓄電装置への風量を抑制するように送風装置を制御する。
好ましくは、制御装置は、上記少なくとも一部のドアが閉じられた後に、蓄電装置への風量を回復させる。蓄電装置への風量を回復させる割合は、蓄電装置への風量を抑制させる割合よりも低い。
さらに好ましくは、制御装置は、上記少なくとも一部のドアが閉じられてから所定時間経過後に、蓄電装置への風量の回復動作を開始させる。
好ましくは、送風装置は、吸気口を含む。吸気口は、車室内の空気を導入する。制御装置は、吸気口に最も近く位置するドアが開かれている場合に、すべてのドアが閉じられている場合よりも蓄電装置への風量を抑制するように送風装置を制御する。
好ましくは、車両は、ドア検出器を含む。ドア検出器は、上記少なくとも一部のドアが開かれているか否かを検出する。制御装置は、ドア検出器が異常である場合、または、ドア検出器から受信する信号が異常である場合に、送風装置による風量の抑制を禁止する。
好ましくは、車両は、ドア検出器を含む。ドア検出器は、上記少なくとも一部のドアが開かれているか否かを検出する。制御装置は、車両が走行しており、かつ、ドア検出器から受信する信号が上記少なくとも一部のドアが開いていることを示す場合に、送風装置による風量の抑制を禁止する。
好ましくは、車両は、状態監視部を含む。状態監視部は、蓄電装置の状態を監視する。制御装置は、状態監視部からの信号に基づいて、送風装置による風量の抑制を禁止する。
さらに好ましくは、制御装置は、状態監視部が蓄電装置が異常であると判定した場合に、送風装置による風量の抑制を禁止する。
好ましくは、車両は、温度検出器を含む。温度検出器は、蓄電装置の温度を検出する。制御装置は、蓄電装置への風量の抑制が停止されている場合に、温度検出器が検出した温度に基づいて、送風装置による風量を制御する。
好ましくは、送風装置は、複数のファンを含む。制御装置は、上記複数のファンのうちのいずれかの送風を抑制させる場合に、すべての上記複数のファンの送風を抑制させる。
また、この発明によれば、蓄電装置の冷却制御方法は、車両に搭載された蓄電装置の冷却制御方法であって、車両の車室内の空気を吸引して蓄電装置へ冷却風を送風する送風装置を動作させるステップと、車両の少なくとも一部のドアが開かれている場合に、車両のすべてのドアが閉じられている場合よりも蓄電装置への風量を抑制するように送風装置を制御するステップとを含む。
好ましくは、上記制御するステップは、上記少なくとも一部のドアが閉じられた後に、蓄電装置への風量を回復させるステップを含む。蓄電装置への風量を回復させる割合は、蓄電装置への風量を抑制させる割合よりも低い。
さらに好ましくは、上記制御するステップは、一部のドアが閉じられてから所定時間が経過したかを判定するステップと、蓄電装置への風量の回復動作を開始させるステップとを含む。
好ましくは、送風装置は、車室内の空気を導入する吸気口を含む。上記制御するステップは、吸気口に最も近く位置するドアが開かれている場合に、すべてのドアが閉じられている場合よりも蓄電装置への風量を抑制するように送風装置を制御するステップを含む。
好ましくは、送風装置は、複数のファンを含む。上記制御するステップは、上記複数のファンのうちのいずれかの送風を抑制させる場合に、すべての上記複数のファンの送風を抑制させるステップを含む。
この発明においては、制御装置は、車両の少なくとも一部のドアが開かれている場合に、車両のすべてのドアが閉じられている場合よりも蓄電装置への風量を抑制するように送風装置を制御する。これにより、ドアの開放によって外部から車室内へ塵埃が入る場合に、車室内から蓄電装置へ供給される空気量が抑制される。したがって、この発明によれば、車室内から吸引した空気によって蓄電装置を冷却する冷却装置において、塵埃を含んだ冷却風が蓄電装置へ送られることを抑制できる。
この発明の実施の形態１による電池の冷却装置を搭載した車両の全体構成図である。 図１に示す吸気口の車室内における配置例を示す図である。 図１に示す制御装置の電池の冷却制御に関する機能ブロック図である。 車両のドアが開閉されたときの冷却ファンの回転数を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態１による電池の冷却装置において、制御装置が実行する電池の冷却制御に関するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 図５に示すフローチャートのステップＳ４０により実行されるファン回転数抑制判定処理のフローチャートである。 図５に示すフローチャートのステップＳ５０により実行されるファン回転数決定処理のフローチャートである。 実施の形態１の変形例による車両のドアが開閉されたときの冷却ファンの回転数を示すタイムチャートである。 この発明の実施の形態２による電池の冷却装置における、冷却ファンの構成図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電池の冷却装置を搭載した車両の全体構成図である。図１を参照して、車両１００は、電池１と、電池状態監視部１１と、電池パック１２と、冷却ファン２と、制御装置３と、インバータ５１と、モータジェネレータ５２と、車輪５３とを備える。
電池１は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオンなどの二次電池から成る。電池１は、インバータ５１へ直流電力を供給する。また、電池１は、車両１００の回生制動時にモータジェネレータ５２により発電された電力によって充電される。
電池状態監視部１１は、電池１の状態を検出して制御装置３へ出力する。電池１の状態とは、たとえば、電池温度、ＳＯＣ（State Of Charge）、電圧、電流などである。電池状態監視部１１は、電池１の温度を検出する電池温度センサを有する。電池温度センサとしては、たとえば、サーミスタなどを用いることができる。また、電池状態監視部１１は、電池１の温度に基づき、電池１の状態が異常であるか否かを判定する。電池１の状態が異常であるとは、たとえば、電池１の温度が上限温度を超えた場合である。
電池パック１２は、電池１を内部に収容して周囲から電池１を保護する。電池パック１２は、車室４１内に開口した吸気口２１ａ，２１ｂを介して、車室４１と連通している。冷却ファン２は、吸気口２１ａ，２１ｂから電池パック１２までの空気流路の途中に設けられている。なお、冷却ファン２は、電池パック１２から排気口までの空気流路の途中に設けられていてもよい。排気口は、冷却風を電池パック１２の外部へ排出するように設けられている。また、冷却ファン２は、電池パック１２内に設けられていてもよい。冷却ファン２は、制御装置３からの制御信号に基づき、車両１００の車室４１内の空気を吸気口２１ａ，２１ｂから吸引して電池パック１２内へ冷却風を送風する。これにより、電池１は、冷却ファン２からの冷却風によって電池１の表面に形成された熱交換フィンを介して冷却される。
図２は、図１に示す吸気口の車室内における配置例を示す図である。図２を参照して、吸気口２１ａは、リアシート４４のドア４２に近い側部に設けられる。吸気口２１ｂは、リアシート４４の下部（乗員の足元）に設けられる。ドア４２は、車両１００のすべてのドアのうちの吸気口２１ａ，２１ｂに最も近く位置するドアである。
再び図１を参照して、ドア４２には、ドアスイッチ４３が設けられている。ドアスイッチ４３は、ドア４２が開かれているか否かを検出して制御装置３へ出力する。ドアスイッチ４３は、たとえば、ドアカーテシスイッチなどである。
インバータ５１は、制御装置３からの制御信号に基づいて、電池１から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータ５２に出力する。また、インバータ５１は、車両１００の回生制動時に、モータジェネレータ５２が発電した３相交流電圧を制御装置３からの制御信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電池１へ出力する。なお、電池１とインバータ５１との間に、電池１から入力される電圧を昇圧する昇圧コンバータを含んでいてもよい。
モータジェネレータ５２は、交流電動機であり、たとえば、３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ５２は、インバータ５１から受ける３相交流電圧によって車両１００の駆動トルクを発生する。モータジェネレータ５２の駆動トルクは、車輪５３に伝えられ、車両１００を走行させる。
一方、車両１００の回生制動時には、車輪５３によりモータジェネレータ５２が駆動され、モータジェネレータ５２が発電機として作動させられる。これにより、モータジェネレータ５２は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。モータジェネレータ５２により発電された電力は、インバータ５１を介して電池１に蓄えられる。
制御装置３は、車両１００が所望の運転状態となるように、インバータ５１を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ５１へ出力する。また、制御装置３は、冷却ファン２を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を冷却ファン２へ出力する。
図３は、図１に示す制御装置３の電池１の冷却制御に関する機能ブロック図である。図３を参照して、制御装置３は、電池温度検出部３１と、目標ファン回転数算出部３２と、ドア開閉判定部３３と、ファン回転数抑制判定部３４と、ファン回転数決定部３５と、ファンモータ制御部３６とを含む。
電池温度検出部３１は、電池状態監視部１１からの信号に基づき、電池１の温度を検出する。
目標ファン回転数算出部３２は、電池温度検出部３１が検出した電池１の温度に基づき、冷却ファン２の目標回転数を算出する。なお、目標ファン回転数算出部３２は、電池１の温度に基づき、冷却ファン２を作動させるか否かを判定してもよい。
ドア開閉判定部３３は、ドアスイッチ４３からの信号に基づき、ドア４２が開いているか否かを判定する。なお、ドア開閉判定部３３は、ドアスイッチ４３からの信号が信号線の断線、ショート、通信異常などにより正常に受信できない場合に、ドアスイッチ４３からの信号が異常であると判定する。また、ドア開閉判定部３３は、車両１００が走行しており、かつ、ドアスイッチ４３から受信する信号がドア４２が開いていることを示す場合に、ドアスイッチ４３が異常であると判定する。また、ドア開閉判定部３３は、車両１００が停止している場合のみ、ドア４２が開いているか否かを判定してもよい。
ファン回転数抑制判定部３４は、ドア開閉判定部３３の判定結果に基づき、冷却ファン２の回転数を抑制するか否か、および、冷却ファン２の回転数を回復させるか否かを判定する。具体的には、ファン回転数抑制判定部３４は、ドア４２が開いている場合に、冷却ファン２の回転数を抑制する判定を行う。また、ファン回転数抑制判定部３４は、ドア４２が閉じてから所定時間が経過した後に、冷却ファン２の回転数の回復を開始する判定を行う。ここで、所定時間とは、ドア４２が開いている間に車室４１内に入った塵埃の多くが、ドア４２が閉じられてから車室４１内のフロアやシート上に落下したものと想定される予測時間である。これにより、車室４１内の空気中を浮遊する塵埃の量が減少してから、電池１への風量の回復動作を開始させるので、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることを抑制できる。さらに、ファン回転数抑制判定部３４は、所定の条件を満たすと、冷却ファン２の回転数の回復を終了する判定を行う。なお、所定の条件は、たとえば、実際の冷却ファン２の回転数が目標ファン回転数算出部３２が算出した目標回転数に一致することである。
ファン回転数決定部３５は、ファン回転数抑制判定部３４の判定結果に基づき、冷却ファン２の目標回転数を抑制する。具体的には、ファン回転数決定部３５は、冷却ファン２の回転数を抑制する場合に、目標回転数を所定の回転数まで低下させる。このとき、ファン回転数決定部３５は、冷却ファン２の作動を停止させてもよい。これにより、電池１への風量を抑制できる。
一方、ファン回転数決定部３５は、冷却ファン２の回転数を回復させる場合に、目標回転数を必要回転数まで上昇させる。必要回転数とは、たとえば、目標ファン回転数算出部３２が算出した目標回転数である。このとき、ファン回転数決定部３５は、冷却ファン２の作動を開始させてもよい。これにより、電池１への風量を回復させることができる。ここで、冷却ファン２の回転数を回復させるときに目標回転数を上昇させる割合は、冷却ファン２の回転数を抑制するときに目標回転数を低下させる割合よりも低く設定される。これにより、冷却ファン２の回転数を急激に上昇させた場合に発生する騒音や振動を抑制できる。
また、ファン回転数決定部３５は、ドアスイッチ４３が異常である場合、または、ドアスイッチ４３からの信号が異常である場合に、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止する。さらに、ファン回転数決定部３５は、電池状態監視部１１から電池１が異常であることを通知された場合も、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止する。さらに、ファン回転数決定部３５は、車両１００が走行しており、かつ、ドアスイッチ４３から受信する信号がドア４２が開いていることを示す場合に、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止してもよい。
なお、ファン回転数決定部３５は、冷却ファン２の回転数を抑制せず、かつ、回復させない場合に、目標ファン回転数算出部３２の算出結果を目標回転数に設定する。すなわち、ファン回転数決定部３５は、電池１への風量の抑制を停止している場合に、電池温度検出部３１が検出した温度に基づいて、電池１への風量を制御する。言い換えると、制御装置３は、ドア４２が閉じられている状態では、電池１の温度に基づいて冷却ファン２の風量を制御している。そして、制御装置３は、ドア４２が開かれると、ドア４２の開閉状態に基づく制御に移行する。
ファンモータ制御部３６は、ファン回転数決定部３５が決定した目標回転数に冷却ファン２の回転数が一致するように、冷却ファン２を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を冷却ファン２へ出力する。
図４は、車両１００のドア４２が開閉されたときの冷却ファン２の回転数を示すタイムチャートである。図４においては、横軸には時間が示され、縦軸にはファン回転数、ドア開閉信号が示される。
図４を参照して、時刻Ｔ１１において、閉じていたドア４２が開かれると、ドアスイッチ４３は、制御装置３へドア４２が開いていることを示す信号を出力する。制御装置３は、ドアスイッチ４３からの信号に基づいて、冷却ファン２の回転数をＮ１からＮ２へと低下させる。
時刻Ｔ１２において、ドア４２が閉じられると、ドアスイッチ４３は制御装置３へドア４２が閉じていることを示す信号を出力する。制御装置３は、冷却ファン２の回転数を低下させたままで、時間のカウントを開始する。
時刻Ｔ１３において、Ｔ１２から所定時間ΔＴが経過すると、制御装置３は、冷却ファン２の回転数の回復を開始する。ここで、所定時間ΔＴとは、ドア４２が開いている間に車室４１内に入った塵埃の多くが、ドア４２が閉じられてから車室４１内のフロアやシート上に落下したものと想定される予測時間である。これにより、車室４１内の空気中を浮遊する塵埃の量が減少してから、電池１への風量の回復動作を開始させるので、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることを抑制できる。
図５は、図１の制御装置３で実行される電池の冷却制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。
図５を参照して、まず処理が開始されると、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０にて、制御装置３は、電池状態監視部１１からの信号を取込み、電池１の温度を検出する。
続いてＳ２０において、制御装置３は、電池１の温度に基づき、冷却ファン２の目標回転数を算出する。なお、制御装置３は、電池１の温度に基づき、冷却ファン２を作動させるか否かを判定してもよい。
続いてＳ３０において、制御装置３は、ドアスイッチ４３からの信号を取込み、ドア４２が開いているか否かを検出する。なお、制御装置３は、ドアスイッチ４３からの信号が信号線の断線、ショート、通信異常などにより正常に受信できない場合は、ドアスイッチ４３からの信号が異常であると判定する。また、制御装置３は、車両１００が走行しており、かつ、ドアスイッチ４３から受信する信号がドア４２が開いていることを示す場合は、ドアスイッチ４３が異常であると判定する。また、制御装置３は、車両１００が停止している場合のみ、ドア４２が開いているか否かを判定してもよい。これにより、ドアスイッチ４３が故障している場合の誤作動を防止できる。
続いてＳ４０において、制御装置３は、冷却ファン２の回転数を抑制するか否か、および、冷却ファン２の回転数を回復させるか否かを判定する。
続いてＳ５０において、制御装置３は、冷却ファン２の目標回転数を決定する。
続いてＳ６０にて、制御装置３は、目標回転数に冷却ファン２の回転数が一致するように、冷却ファン２を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号を冷却ファン２へ出力し、処理はメインルーチンに戻る。
図６は、図５のファン回転数抑制判定処理（Ｓ４０）で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
図６を参照して、まずＳ４１１にて、制御装置３は、ドア４２が開いているか否かを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ４１１にてＹＥＳ）、処理がＳ４１２に進められる。Ｓ４１２にて、制御装置３は、抑制モードをＯＮとする。なお、抑制モードとは、冷却ファン２の回転数を抑制するか否かを示すフラグである。一方、Ｓ４１１で否定的な判断がなされると（Ｓ４１１にてＮＯ）、処理がＳ４２１に進められる。
Ｓ４２１にて、制御装置３は、ドア４２が開いている状態から閉じている状態に変化したかを判定する。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ４２１にてＹＥＳ）、処理がＳ４２２に進められる。Ｓ４２２にて、制御装置３は、時間のカウントを開始する。一方、Ｓ４２１にて否定的な判断がなされると（Ｓ４２１にてＮＯ）、処理がＳ４３１に進められる。
Ｓ４３１にて、制御装置３は、抑制モードがＯＮであるか否かを判定する。この処理にて肯定的な判断がなされると（Ｓ４３１にてＹＥＳ）、処理がＳ４３２に進められる。Ｓ４３２にて、制御装置３は、時間のカウントが所定の値を超えたか否かを判定する。すなわち、制御装置３は、ドア４２が閉じられてから所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間とは、ドア４２が開いている間に車室４１内に入った塵埃の多くが、ドア４２が閉じられてから車室４１内のフロアやシート上に落下したものと想定される予測時間である。この処理で肯定的な判断がなされると（Ｓ４３２にてＹＥＳ）、処理がＳ４３３に進められる。Ｓ４３３にて、制御装置３は、抑制モードをＯＦＦとするとともに、回復モードをＯＮとする。なお、回復モードとは、冷却ファン２の回転数を回復させるか否かを示すフラグである。すなわち、制御装置３は、冷却ファン２の回転数の回復を開始させる。一方、Ｓ４３１で否定的な判断がなされると（Ｓ４３１にてＮＯ）、処理がＳ４４１に進められる。
Ｓ４４１にて、制御装置３は、回復モードがＯＮであるか否かを判定する。この処理にて肯定的な判断がなされると（Ｓ４４１にＹＥＳ）、処理がＳ４４２に進められる。Ｓ４４２にて、制御装置３は、回復モードを終了するか否かを判定する。この処理にて肯定的な判断がなされると（Ｓ４４２にてＹＥＳ）、処理がＳ４４３に進められる。Ｓ４４３にて、制御装置３は、回復モードをＯＦＦとする。回復モードの終了を判定する条件は、たとえば、実際の冷却ファン２の回転数がＳ２０（図５）にて算出された目標回転数に一致することである。
図７は、図５のファン回転数決定処理（Ｓ５０）で実行される制御を説明するためのフローチャートである。
図７を参照して、まずＳ５１１にて、制御装置３は、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止するか否かを判定する。具体的には、制御装置３は、ドアスイッチ４３が異常である、または、ドアスイッチ４３からの信号が異常である場合に、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止する。また、制御装置３は、電池状態監視部１１から電池１が異常であることを通知された場合も、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止する。さらに、制御装置３は、車両１００が走行しており、かつ、ドアスイッチ４３から受信する信号がドア４２が開いていることを示す場合に、冷却ファン２の回転数の抑制を禁止してもよい。Ｓ５１１にて否定的な判断がなされると（Ｓ５１１にてＮＯ）、処理がＳ５２１に進められる。
Ｓ５２１にて、制御装置３は、抑制モードがＯＮであるか否かを判定する。この処理にて肯定的な判断がなされると（Ｓ５２１にてＹＥＳ）、処理がＳ５２２に進められる。Ｓ５２２にて、制御装置３は、冷却ファン２の目標回転数を抑制する。具体的には、制御装置３は、抑制モードがＯＮである場合に、目標回転数を所定の回転数まで低下させる。このとき、制御装置３は、冷却ファン２の回転を停止させてもよい。これにより、電池１への風量を抑制できる。一方、Ｓ５２１にて否定的な判断がなされると（Ｓ５２１にてＮＯ）、処理がＳ５３１に進められる。
Ｓ５３１にて、制御装置３は、回復モードがＯＮであるか否かを判定する。この処理にて肯定的な判断がなされると（Ｓ５３１にてＹＥＳ）、処理がＳ５３２に進められる。Ｓ５３２にて、制御装置３は、冷却ファン２の目標回転数を回復させる。具体的には、制御装置３は、回復モードがＯＮである場合に、目標回転数を必要回転数まで上昇させる。これにより、電池１への風量を回復させることができる。ここで、目標回転数を上昇させる割合は、目標回転数を低下させる割合よりも低く設定される。
また、抑制モードがＯＦＦであり、かつ、回復モードがＯＦＦである場合は、制御装置３は、Ｓ２０（図５）の算出結果を目標回転数に設定する。すなわち、制御装置３は、電池１への風量の抑制を停止している場合に、Ｓ１０（図５）にて検出した温度に基づいて、電池１への風量を制御する。言い換えると、制御装置３は、ドア４２が閉じられている状態では、電池１の温度に基づいて冷却ファン２の風量を制御している。そして、制御装置３は、ドア４２が開かれると、ドア４２の開閉状態に基づく制御に移行する。
以上のように、この実施の形態１においては、制御装置３は、車両１００の少なくとも一部のドア４２が開かれている場合に、車両１００のすべてのドアが閉じられている場合よりも電池１への風量を抑制するように冷却ファン２を制御する。これにより、ドア４２の開放によって外部から車室４１内へ塵埃が入る場合に、車室４１内から電池１へ供給される空気量が抑制される。したがって、この実施の形態１によれば、車室４１内から吸引した空気によって電池１を冷却する冷却装置において、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることを抑制できる。
また、この実施の形態１においては、制御装置３は、上記少なくとも一部のドア４２が閉じられた後に、電池１への風量を回復させる。電池１への風量を回復させる割合は、電池１への風量を抑制させる割合よりも低い。すなわち、制御装置３は、電池１への風量を回復させる場合に、風量を緩やかに上昇させる。これにより、冷却ファン２の回転数を急激に上昇させた場合に発生する騒音や振動を抑制できる。したがって、この実施の形態１によれば、騒音や振動の発生を抑制しながら、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることを抑制できる。
また、この実施の形態１においては、制御装置３は、上記少なくとも一部のドア４２が閉じられてから所定時間経過後に、電池１への風量の回復動作を開始させる。これにより、ドア４２が開いている間に車室４１に入った塵埃の多くは、ドア４２が閉じられてから所定時間が経過するまでに、車室４１内のフロアやシート上に落下する。したがって、この実施の形態１によれば、車室４１内の空気中を浮遊する塵埃の量が減少してから、電池１への風量の回復動作を開始させるので、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることをさらに抑制できる。
また、この実施の形態１においては、冷却ファン２は、車室４１内の空気を導入する吸気口２１ａ，２１ｂを含む。そして、制御装置３は、吸気口２１ａ，２１ｂに最も近く位置するドアが開かれている場合に、すべてのドアが閉じられている場合よりも電池１への風量を抑制するように冷却ファン２を制御する。これにより、制御装置３は、吸気口２１ａ，２１ｂの近くに外部から塵埃が入る状態をより的確に把握できる。したがって、この実施の形態１によれば、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることをさらに抑制できる。
また、この実施の形態１においては、車両１００は、上記少なくとも一部のドア４２が開かれているか否かを検出するドアスイッチ４３を含む。そして、制御装置３は、ドアスイッチ４３が異常である場合、または、ドアスイッチ４３から受信する信号が異常である場合に、電池１への風量の抑制を禁止する。これにより、ドアスイッチ４３から正確な情報が得られない場合に、電池１への風量の抑制を行わないことができる。したがって、この実施の形態１によれば、冷却ファン２の作動が不必要に阻害されることを防止できる。
また、この実施の形態１においては、車両１００は、上記少なくとも一部のドア４２が開かれているか否かを検出するドアスイッチ４３を含む。制御装置３は、車両１００が走行しており、かつ、ドアスイッチ４３から受信する信号がドア４２が開いていることを示す信号である場合に、電池１への風量の抑制を禁止する。これにより、ドアスイッチ４３の異常をより的確に判定できる。したがって、この実施の形態１によれば、冷却ファン２の作動が不必要に阻害されることをより的確に防止できる。
また、この実施の形態１においては、車両１００は、電池１の状態を監視する電池状態監視部１１を含む。制御装置３は、電池状態監視部１１からの信号に基づいて、電池１への風量の抑制を禁止する。これにより、制御装置３は、電池１の状態に基づいて、冷却ファン２を的確に作動させることができる。
また、この実施の形態１においては、制御装置３は、電池状態監視部１１が電池が異常であると判定した場合に、電池１への風量の抑制を禁止する。これにより、制御装置３は、電池１が異常である場合に、ドア４２の状態に拘わらず、電池１の保護を優先させることができる。
また、この実施の形態１においては、車両１００は、電池１の温度を検出する電池温度センサを有する。制御装置３は、電池１への風量の抑制が停止されている場合に、電池温度センサが検出した温度に基づいて、電池１への風量を制御する。これにより、制御装置３は、電池１の温度による風量の制御に優先して、電池１への風量を抑制できる。
［変形例］
車両１００の走行速度に基づいて冷却ファン２の目標回転数を算出する制御が行われている場合にも、本発明を適用できる。
図８は、実施の形態１の変形例による車両１００のドア４２が開閉されたときの冷却ファン２の回転数を示すタイムチャートである。図８においては、横軸には時間が示され、縦軸には走行速度、ファン回転数、ドア開閉信号が示される。なお、実施の形態１の変形例によるファン回転数は、実線で示され、従来例によるファン回転数は、破線で示される。
図８を参照して、時刻Ｔ２１において、車両１００が停止している状態で、閉じていたドア４２が開かれると、ドアスイッチ４３は制御装置３へドア４２が開いていることを示す信号を出力する。制御装置３は、ドアスイッチ４３からの信号に基づいて、冷却ファン２の回転数をＮ１からＮ２へと低下させる。
時刻Ｔ２２において、ドア４２が閉じられると、ドアスイッチ４３は制御装置３へドア４２が閉じていることを示す信号を出力する。制御装置３は、冷却ファン２の回転数を低下させたままで、時間のカウントを開始する。その後、車両１００が発進して走行速度が上昇するが、制御装置３は、冷却ファン２の回転数を低下させたままである。一方、従来例では、車両１００の走行速度の上昇に応じて、冷却ファン２の回転数が上昇する。
時刻Ｔ２３において、Ｔ２２から所定時間ΔＴが経過すると、制御装置３は、冷却ファン２の回転数の回復を開始する。ここで、所定時間ΔＴとは、ドア４２が開いている間に車室４１内に入った塵埃の多くが、ドア４２が閉じられてから車室４１内のフロアやシート上に落下したものと想定される予測時間である。その後、冷却ファン２の回転数は、車両１００の走行速度に基づいた目標回転数に一致する。
以上のように、この実施の形態１の変形例においても、実施の形態１と同様に、車室４１内から吸引した空気によって電池１を冷却する冷却装置において、塵埃を含んだ冷却風が電池１へ送られることを抑制できる。
［実施の形態２］
実施の形態２では、冷却ファン２が複数設けられる構成が示される。
図９は、この発明の実施の形態２による電池の冷却装置の冷却ファンの構成図である。図９を参照して、この冷却装置は、冷却ファン２ａ，２ｂを含む。冷却ファン２ａ，２ｂは、車室４１と電池パック１２との間に、並列に設けられる。なお、冷却ファン２ａ，２ｂは、電池パック１２から排気口までの空気流路の途中に設けられていてもよい。排気口は、冷却風を電池パック１２の外部へ排出するように設けられている。また、冷却ファン２ａ，２ｂは、電池パック１２内に設けられていてもよい。
制御装置３は、冷却ファン２ａ，２ｂのうちの一方の冷却ファンの回転数を抑制させるときは、他方の冷却ファンの回転数も抑制させる。
なお、冷却ファンは３つ以上設けられてもよい。この場合、制御装置３は、１つの冷却ファンの回転数を抑制させるときは、すべての冷却ファンの回転数を抑制させる。
以上のように、この実施の形態２においては、複数の冷却ファンが設けられている場合に、すべての冷却ファンの回転数を抑制させる。これにより、電池１に供給される冷却風の風量をより均一化できる。したがって、この実施の形態２によれば、電池１の温度の局所的な差を抑制できる。
なお、上記の実施の形態では、モータジェネレータ５２を搭載した電気自動車を用いて説明したが、本発明は、電気自動車に限定されず、エンジンをさらに搭載したハイブリッド車や燃料電池をさらに搭載した燃料電池車などに適用してもよい。
なお、上記の実施の形態では、電池１を用いて説明したが、電池１に代えて、キャパシタを用いてもよい。
なお、上記の実施の形態では、制御装置３が車両１００のすべてのドアのうちの吸気口２１ａ，２１ｂに最も近く位置するドア４２が開いているかを判定する場合を説明したが、本発明は、これに限定されない。たとえば、制御装置３は、吸気口２１ａ，２１ｂがリアシート４４の近くに設けられている場合に、リアドアが開いているか否かを判定してもよい。また、制御装置３は、吸気口２１ａ，２１ｂがフロントシートの近くに設けられている場合に、フロントドアが開いているか否かを判定してもよい。これらの場合も、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記において、電池１は、この発明における「蓄電装置」の一実施例に対応し、冷却ファン２は、この発明における「送風装置」の一実施例に対応する。また、電池状態監視部１１は、この発明における「状態監視部」の一実施例に対応し、電池温度センサは、この発明における「温度検出器」の一実施例に対応する。また、ドア４２は、この発明における「一部のドア」の一実施例に対応し、ドアスイッチ４３は、この発明における「ドア検出器」の一実施例に対応する。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 電池、２，２ａ，２ｂ 冷却ファン、１１ 電池状態監視部、１２ 電池パック、２１ａ，２１ｂ 吸気口、３ 制御装置、３１ 電池温度検出部、３２ 目標ファン回転数算出部、３３ ドア開閉判定部、３４ ファン回転数抑制判定部、３５ ファン回転数決定部、３６ ファンモータ制御部、４１ 車室、４２ ドア、４３ ドアスイッチ、４４ リアシート、５１ インバータ、５２ モータジェネレータ、５３ 車輪、１００ 車両。

Claims (11)

  1. 車両に搭載された蓄電装置の冷却装置であって、
    前記車両の車室内の空気を吸引して前記蓄電装置へ冷却風を送風する送風装置と、
    前記車両の少なくとも一部のドアが開かれている場合に、前記車両のすべてのドアが閉じられている場合よりも前記蓄電装置への風量を抑制するように前記送風装置を制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記少なくとも一部のドアが閉じられてから所定時間経過後に、前記蓄電装置への風量の回復動作を開始させ、
    前記蓄電装置への風量を回復させる際の風量の変化率の大きさは、前記蓄電装置への風量を抑制させる際の風量の変化率の大きさよりも小さい、蓄電装置の冷却装置。
  2. 前記送風装置は、前記車室内の空気を導入する吸気口を含み、
    前記制御装置は、前記吸気口に最も近く位置するドアが開かれている場合に、前記すべてのドアが閉じられている場合よりも前記蓄電装置への風量を抑制するように前記送風装置を制御する、請求項１に記載の蓄電装置の冷却装置。
  3. 前記車両は、前記少なくとも一部のドアが開かれているか否かを検出するドア検出器を含み、
    前記制御装置は、前記ドア検出器が異常である場合、または、前記ドア検出器から受信する信号が異常である場合に、前記送風装置による前記風量の抑制を禁止する、請求項１に記載の蓄電装置の冷却装置。
  4. 前記車両は、前記少なくとも一部のドアが開かれているか否かを検出するドア検出器を含み、
    前記制御装置は、前記車両が走行しており、かつ、前記ドア検出器から受信する信号が前記少なくとも一部のドアが開いていることを示す場合に、前記送風装置による前記風量の抑制を禁止する、請求項１に記載の蓄電装置の冷却装置。
  5. 前記車両は、前記蓄電装置の状態を監視する状態監視部を含み、
    前記制御装置は、前記状態監視部からの信号に基づいて、前記送風装置による前記風量
    の抑制を禁止する、請求項１に記載の蓄電装置の冷却装置。
  6. 前記制御装置は、前記状態監視部が前記蓄電装置が異常であると判定した場合に、前記送風装置による前記風量の抑制を禁止する、請求項５に記載の蓄電装置の冷却装置。
  7. 前記車両は、前記蓄電装置の温度を検出する温度検出器を含み、
    前記制御装置は、前記蓄電装置への風量の抑制が停止されている場合に、前記温度検出器が検出した温度に基づいて、前記送風装置による前記風量を制御する、請求項１に記載の蓄電装置の冷却装置。
  8. 前記送風装置は、複数のファンを含み、
    前記制御装置は、前記複数のファンのうちのいずれかの送風を抑制させる場合に、すべての前記複数のファンの送風を抑制させる、請求項１に記載の蓄電装置の冷却装置。
  9. 車両に搭載された蓄電装置の冷却制御方法であって、
    前記車両の車室内の空気を吸引して前記蓄電装置へ冷却風を送風する送風装置を動作させるステップと、
    前記車両の少なくとも一部のドアが開かれている場合に、前記車両のすべてのドアが閉じられている場合よりも前記蓄電装置への風量を抑制するように前記送風装置を制御するステップと、
    前記少なくとも一部のドアが閉じられてから所定時間が経過したかを判定するステップと、
    前記少なくとも一部のドアが閉じられてから前記所定時間が経過したときに、前記蓄電装置への風量の回復動作を開始させるステップとを含み、
    前記蓄電装置への風量を回復させる際の風量の変化率の大きさは、前記蓄電装置への風量を抑制させる際の風量の変化率の大きさよりも小さい、蓄電装置の冷却制御方法。
  10. 前記送風装置は、前記車室内の空気を導入する吸気口を含み、
    前記制御するステップは、前記吸気口に最も近く位置するドアが開かれている場合に、前記すべてのドアが閉じられている場合よりも前記蓄電装置への風量を抑制するように前記送風装置を制御するステップを含む、請求項９に記載の蓄電装置の冷却制御方法。
  11. 前記送風装置は、複数のファンを含み、
    前記制御するステップは、前記複数のファンのうちのいずれかの送風を抑制させる場合に、すべての前記複数のファンの送風を抑制させるステップを含む、請求項９に記載の蓄電装置の冷却制御方法。
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