JP6820220B2

JP6820220B2 - 自動車

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Publication number: JP6820220B2
Application number: JP2017065875A
Authority: JP
Inventors: 彰吾町田
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Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP2018170843A

Description

本発明は、バッテリを搭載した自動車に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両には、駆動モータが設けられ、その駆動モータを動作させるためのバッテリが搭載されている。車両を駆動する駆動用高圧バッテリなどでは、充電や放電をする際に、化学反応による反応熱が発生して、バッテリ自体の温度が高くなる。バッテリの温度が高くなると、バッテリの性能が低下し、その状態で走行すると効率よく充放電できなくなる。その結果、バッテリの寿命に影響を及ぼしたり、車両の航続距離が短縮されるという問題が生じる。

近年、ハイブリッド自動車や電気自動車等の中には、外部の電力を非接触で受電することができる車両も生産されはじめ、走行中に充電が可能となる充電レーンの建設も行われている。走行中に充電を行うと、バッテリは、駆動と充電を同時に行うことになり、さらに発熱し、バッテリの寿命や航続距離に影響を及ぼしてしまう。また、それを抑制するために走行用の電力を受電電力で賄うようにすると充電器の発熱が課題となり、継続的に受電できずに航続距離に影響を及ぼしてしまう。そのため、バッテリや充電器を冷却する必要がある。

したがって、特許文献１に示されているように、充放電時のバッテリの発熱を、車室内の空気を用いて冷却することのできる冷却装置の開発がなされている。

特開２００８−１４１９４５号公報

上記の特許文献１に示されている従来技術では、車室内の空気を用いているため、車室内の空調温度によっては、バッテリの冷却に、より多くの電力を消費してしまうおそれがある。このように冷却のために電力を消費してしまうと、その分、航続距離に使用できたはずの電力を失うこととなり、意図に反して航続距離が短縮されてしまう。

そこで、車室内の空気を用いることなく、車両走行時に生じる走行風（外気）を導入してバッテリを冷却することが考えられる。しかし、このように車両外の空気を導入しても、車両内における各部品による空気抵抗等により、航続距離が短縮されてしまうおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、バッテリや充電器を効率的に冷却することで航続距離を延長することが可能な自動車を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の自動車は、バッテリと、バッテリを充電する充電器と、車両外の空気を取り込みバッテリまたは充電器を冷却するために流通させるダクトと、ダクトにおける空気の流量を制御する流量制御機構と、相異なる複数の流量による空気抵抗に対する車両の航続距離である抵抗航続距離を導出する抵抗航続距離導出部と、相異なる複数の流量による冷却度合いに対する車両の航続距離である冷却航続距離を導出する冷却航続距離導出部と、抵抗航続距離および冷却航続距離の双方に基づいて航続距離が最大となる流量を導出する流量導出部と、流量制御機構を導出された流量に制御する流量制御部と、を備える。

抵抗航続距離は、流量が大きいほど短くなるとよい。

冷却航続距離は、流量が大きいほど長くなるとよい。

ダクトに取り込まれる空気と冷却媒体との熱交換を行う第１熱交換機構と、冷却媒体とバッテリまたは充電器との熱交換を行う第２熱交換機構と、をさらに備えてもよい。

本発明によれば、バッテリや充電器を効率的に冷却することで航続距離を延長することが可能となる。

車両の構成を説明する図である。車両の電気的な制御系の構成を説明する図である。流量調整処理を説明するフローチャートである。ルーバの各開度による空気抵抗に対する航続距離を示した図である。ルーバの各開度に対する抵抗航続距離および冷却航続距離のいずれをも考慮した航続距離を示す図である。冷却航続距離導出処理の流れを説明するためのフローチャートである。図６の説明を補助するための図である。第１の変形例を示す図である。第２の変形例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１０の構成を説明する図である。なお、以下では、車両１０の進行方向を前方向、車両１０の後退方向を後方向、鉛直上方向を上方向、鉛直下方向を下方向として説明する。

ここでは、車両（自動車）１０は、エンジン（内燃機関）１２や、駆動モータ（例えば、同期電動機）１４が、駆動源として設けられたハイブリッド車（ＨＶ）、特に、外部電源５０から非接触で電力を受け得るプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）を例に挙げて説明する。しかし、プラグインハイブリッド車に拘わらず、バッテリ１６を搭載した車両であれば、電気自動車（ＥＶ）等、様々な車両に本実施形態を適用できる。

図１に示すように、車両１０には、エンジン１２、駆動モータ１４、バッテリ１６、充電器１８、ダクト２０、および、流量制御機構２２が搭載されている。エンジン１２および駆動モータ１４は、車体１０ａの前方向側に配される。バッテリ１６および充電器１８は、車体１０ａの中央における下方向側に配される。そして、車両１０は要求トルクなどの走行状態に応じて、駆動モータ１４に優先してエンジン１２で走行したり、エンジン１２に優先して駆動モータ１４で走行したり、エンジン１２と駆動モータ１４とを併用して走行したりする。

バッテリ１６（駆動用高圧バッテリ）は、複数のセルからなるリチウムイオン電池等の二次電池で構成され、充電器１８によって変換された電圧（例えば、１００Ｖ以上となるＤＣ（直流）電力）で蓄電する。そして、バッテリ１６から駆動モータ１４に電力が供給（送電）される。

充電器１８は、外部電源５０より送出される電力を非接触で受電することが可能である。たとえば、駐車場等に設置されている充電スポット（外部電源５０）上に停車し、そのスポットから発せられる電力を受電し、バッテリ１６に蓄電する。あるいは、充電器１８は、道路の一部である充電レーン（外部電源５０）上を走行しながら、充電レーンより発せられる電力を受電することができる。

ダクト２０は、一端が車体１０ａの前方向側に配され、他端がバッテリ１６に向かって配され、車両１０外の空気を取り込みバッテリ１６および充電器１８に流通させる。また、ダクト２０内には流量制御機構２２が配される。

流量制御機構２２は、ルーバ２２ａによって構成される。ルーバ２２ａには、例えば不図示の開閉可能な長方形かつ板状の３枚の羽根部材が、枠組みに対し、羽根部材の短手方向に所定の間隔で平行に配されている。また、羽根部材は、ダクト２０内の延在方向（空気の流れ方向）に対して直交（または交差）して設けられ、長手方向を中心軸として９０度回転可能に軸支される。また、ルーバ２２ａは、後述する制御部１００から指令を受けて、ダクト２０内に取り込まれる空気量を調整する。

ところで、ハイブリッド車や電気自動車で使用されるバッテリ１６は、駆動モータ１４等に電力を送電する際や、充電する際に発熱する。バッテリ１６は、常温より加熱された状態で使用され続けると、劣化し、寿命が短くなる。また、バッテリ１６が発熱すると、それ以上の加熱を防ぐため、蓄電を制限せざるを得ない。そのため、航続距離が短くなってしまう。さらに、車両１０が走行しながら充電する際には、バッテリ１６は、送電と同時に充電も行うので、より多く発熱する。また、バッテリ１６の劣化や寿命の短縮などを抑えるには、充電器１８においてバッテリ１６への安定した給電を実施する必要があるため、充電器１８の発熱も課題となる。

そこで、車両１０が走行する際に受ける車両１０外の空気を取り込み、ダクト２０を通じて発熱するバッテリ１６に流通させて、バッテリ１６および充電器１８を冷却することが考えられる。

しかし、ダクト２０が完全に開いていると、バッテリ１６の冷却度合いは高くなるものの、走行抵抗（例えば、圧損）が生じる。言い換えると、ダクト２０を通じて車体１０ａに車両１０外の空気を取り込むと、車体１０ａ内にある機構が障害（抵抗）となり、車体１０ａに取り込まれた空気が圧損となって、車両１０の走行を妨げる。車両１０の走行が妨げられると、車両１０の駆動を補助すべくバッテリ１６がより消費されてしまい、その結果、航続距離が短くなってしまう。

一方、ダクト２０に取り込まれる車両１０外の空気は、取り込まれる空気量が少ない方が、走行抵抗が少なく、航続距離は延びる。しかし、ダクト２０に取り込まれる車両１０外の空気量が少ないと、バッテリ１６の冷却性能は低くなり、やはり、航続距離が短くなる。すなわち、走行抵抗と冷却性能とが航続距離に対してトレードオフの関係となる。そこで、本実施形態の車両１０は、ダクト２０、流量制御機構２２、および制御部１００を設けることで、航続距離を延長することを目的としている。

図２は、車両１０の電気的な制御系の構成を説明する図である。車両１０は、制御部１００、記憶部１１０、ＧＰＳ受信機１２０、残量センサ１３０、車速センサ１４０、温度センサ１５０、および流量制御機構２２を含んで構成される。なお、図２中、実線の矢印は、車両１０の電気的な接続を示す。

制御部１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、車両１０全体を制御する。制御部１００には、記憶部１１０、ＧＰＳ受信機１２０、残量センサ１３０、車速センサ１４０、温度センサ１５０、および流量制御機構２２が接続されている。

記憶部１１０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体でなり、車両１０が走行可能な道路の情報が対応付けられた地図画像を含む地図データが記憶されている。

ＧＰＳ受信機１２０は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号（測位情報）を予め定められた周期で受信し、受信したＧＰＳ信号を制御部１００に送信する。

残量センサ１３０は、バッテリ１６の充電残量を検出し、検出した残量を示す残量信号を制御部１００に送信する。

車速センサ１４０は、車両１０の速度（走行速度）を検出し、検出した速度を示す速度信号を制御部１００に送信する。

温度センサ１５０は、駆動モータ１４の制御デバイス（駆動モータ１４、バッテリ１６および不図示のインバータ）の温度を検出し、検出した温度を示す温度信号を制御部１００に送信する。

また、制御部１００は、プログラムを遂行することで、車両位置特定部１６０、地図データ取得部１６２、抵抗航続距離導出部１６４、冷却航続距離導出部１６６、流量導出部１６８、および流量制御部１７０としても機能する。

車両位置特定部１６０は、ＧＰＳ受信機１２０により取得されたＧＰＳ信号に基づいて、車両１０の現在位置（経度および緯度）を特定する。

地図データ取得部１６２は、車両位置特定部１６０により特定された現在位置を基準として、予め設定された縮尺に対応する範囲の地図データを記憶部１１０から読み出す。

抵抗航続距離導出部１６４は、ルーバ２２ａの開度によって、ダクト２０に取り込まれる車両１０外の空気量によって受ける走行抵抗に基づいて、その走行抵抗に対する車両１０の航続距離である抵抗航続距離を導出する。

冷却航続距離導出部１６６は、ルーバ２２ａの開度によって、ダクト２０に取り込まれる車両１０外の空気量による、バッテリ１６の冷却度合いに基づいて、そのルーバ２２ａの開度（冷却される度合い）に対する車両１０の航続距離である冷却航続距離を導出する。

流量導出部１６８は、抵抗航続距離導出部１６４および冷却航続距離導出部１６６の双方に基づいて導出されたパラメータ（値）により、航続距離が最大となる流量（ルーバ２２ａの開度）を導出する。

流量制御部１７０は、流量導出部１６８で導出された流量となるように、流量制御機構２２（ルーバ２２ａ）の開度を制御する。

（流量調整処理）
図３は、流量調整処理を説明するフローチャートである。制御部１００は、以下に示す、流量調整処理を実行する。

（ステップＳ２００）
制御部１００は、まず、車両位置特定部１６０を通じて、ＧＰＳ信号に基づいて、車両１０が充電可能レーンを走行しているか否かを判断する。その結果、充電可能レーンを走行していれば（ステップＳ２００におけるＹＥＳ）、ステップＳ２０１に処理を移し、充電可能レーンを走行していなければ（ステップＳ２００におけるＮＯ）、ステップＳ２０２に処理を移す。なお、制御部１００は、ＧＰＳ信号に基づいて充電可能レーンを走行することを予め予測し、充電可能レーンを走行するであろうタイミングにおいて充電可能レーンを走行していると判断してもよい。

（ステップＳ２０１）
上記ステップＳ２００において、車両１０が充電可能レーンを走行していると判断されれば、制御部１００は、残量信号に基づいて、バッテリ１６の残量と充電可能量とを比較して、充電が可能か否かを判断する。その結果、充電が可能であれば（ステップＳ２０１におけるＹＥＳ）、ステップＳ２０３に処理を移し、充電が可能でなければ（ステップＳ２０１におけるＮＯ）、ステップＳ２０２に処理を移す。

（ステップＳ２０２）
上記ステップＳ２００において、充電可能レーンを走行していないと判断される、あるいは、上記ステップＳ２０１において、充電が可能ではないと判断されれば、制御部１００は、駆動モータ１４の制御デバイスの温度あるいは車両１０外の空気温度により、ルーバ２２ａの開度を制御する（通常制御）。

（ステップＳ２０３）
上記ステップＳ２０１において、充電が可能であると判断されれば、抵抗航続距離導出部１６４は、相異なる複数の流量（ルーバ２２ａの開度）による空気抵抗に対する車両１０の航続距離である抵抗航続距離を導出する。

図４は、ルーバ２２ａの各開度による空気抵抗に対する航続距離（抵抗航続距離）を示した図である。なお、図４においては、横軸にルーバ２２ａの開度を示し、縦軸に抵抗航続距離を示す。開度は、図４中左側が０度（ルーバ２２ａが閉じられている）で、右側が９０度（ルーバ２２ａが開かれている）となる。抵抗航続距離導出部１６４は、ルーバ２２ａの各開度（例えば、１０度毎）それぞれに対する抵抗航続距離を全て導出する。図４に示すように、開度が小さい方が抵抗航続距離は長くなり、開度が大きくなるにつれ、抵抗航続距離は短くなる。なお、抵抗航続距離は、１０個のパラメータ（値）が導出される。

（ステップＳ２０４）
上記ステップＳ２０３において、抵抗航続距離が導出されると、冷却航続距離導出部１６６は、相異なる複数の流量（ルーバ２２ａの開度）による冷却度合いに対する車両１０の航続距離である冷却航続距離を導出する（冷却航続距離導出処理）。冷却航続距離導出部１６６は、ルーバ２２ａの各開度（例えば、１０度毎）それぞれに対する冷却航続距離を全て導出する。冷却航続距離は、１０個のパラメータ（値）が導出される。かかる冷却航続距離導出処理（ステップＳ２０４）については後程詳述する。

（ステップＳ２０５）
上記ステップＳ２０３およびステップＳ２０４において、ルーバ２２ａの１０個の開度に対する１０個の抵抗航続距離および１０個の冷却航続距離が導出されると、流量導出部１６８は、導出された２０個のパラメータ（値）に基づいて、航続距離が最長となるルーバ２２ａの開度を導出する。

図５は、ルーバ２２ａの各開度に対する抵抗航続距離（図４）および後述する冷却航続距離（図７（ｄ））のいずれをも考慮した航続距離を示す図である。なお、図５においては、横軸にルーバ２２ａの開度を示し、縦軸に航続距離を示す。ここでは、各開度において、抵抗航続距離と冷却航続距離とを比較し、航続距離が長い方を抽出して図５のような折れ線を得ている。そして、流量導出部１６８は、図５中、航続距離が最長になる開度、例えば、開度７０度を導出する。

（ステップＳ２０６）
上記ステップＳ２０５において、航続距離が最長となるルーバ２２ａの開度が導出されると、流量制御部１７０は、導出された開度に、ルーバ２２ａの開度を制御する。

（冷却航続距離導出処理ステップＳ２０４）
図６は、冷却航続距離導出処理の流れを説明するためのフローチャートであり、図７は、図６の説明を補助するための図である。

（ステップＳ２０４−１）
冷却航続距離導出部１６６は、残量信号に基づいて、当該流量調整処理時の走行状態から、要求される充電量（要求充電量）を算出する。つまり、車両１０の状態において、充電設備からどのくらいの電力量を充電したいかを算出する。例えば、バッテリ１６の残量が低く、車両１０の速度が速い場合は、要求充電量は高くなる。

（ステップＳ２０４−２）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、記憶部１１０から送信される地図データに基づいて、充電可能レーン（充電設備）の仕様（例えば、充電設備の距離や定格電力）を確認する。

（ステップＳ２０４−３）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、速度信号、および、充電可能レーンの仕様に基づいて、これから走行する充電設備で、充電可能な電力量を算出する。ただし、要求充電量が充電可能な電力量より小さい場合、要求充電量を充電可能な電力量として計算する。このとき、算出された充電可能な電力量によって推定される冷却航続距離も算出される。ここで算出された推定される冷却航続距離は、冷却航続距離の最長の距離となる。

（ステップＳ２０４−４）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、温度信号に基づいて、駆動モータ１４の制御デバイスの温度を確認し、ステップＳ２０４−３で算出された充電量を充電する際にどのくらい駆動モータ１４の制御デバイスの温度が上昇するかを推定する。ただし、この時点では、ルーバ２２ａの開度は０度（閉じている）とする。

（ステップＳ２０４−５）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、ステップＳ２０４−４で推定された駆動モータ１４の制御デバイスの温度上昇分に対して、当該流量調整処理時の車両１０外の空気の温度（不図示の外気温センサから取得）と速度信号（車両１０の速度）に基づいて、必要な流量（ルーバ２２ａの開度）を算出する。ここで算出されたルーバ２２ａの開度が、バッテリ１６の冷却に必要な最大開度（図７中破線の開度）となる。

（ステップＳ２０４−６）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、ルーバ２２ａの各開度に対して、どのくらいバッテリ１６が冷却されるかを確認する。図７（ａ）は、ルーバ２２ａの各開度に対して、バッテリ１６の冷却度合いを示した図である。なお、図７（ａ）においては、横軸にルーバ２２ａの開度を示し、縦軸にバッテリ１６の冷却度合いを示す。図７（ａ）で示されるように、開度が上がるにつれ、バッテリ１６は冷却される。ただし、ステップＳ２０４−５において、最大開度が算出されているので（図７（ａ）中破線の開度）、最大開度より大きい開度にする必要はない。

（ステップＳ２０４−７）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、ルーバ２２ａの各開度に対して、充電可能量を算出する。図７（ｂ）は、ルーバ２２ａの各開度に対して、バッテリ１６の充電可能量を示した図である。なお、図７（ｂ）においては、横軸にルーバ２２ａの開度を示し、縦軸にバッテリ１６の充電可能量を示す。図７（ｂ）で示されるように、開度が上がるにつれ、充電可能量は増加する。ただし、最大開度より大きい開度になっても、最大開度以上に充電可能量は増加しない。

（ステップＳ２０４−８）
そして、冷却航続距離導出部１６６は、上記ステップＳ２０４−７で算出された充電可能量に基づいて、冷却航続距離を算出する。図７（ｃ）は、充電可能量に対して、冷却航続距離を示した図である。なお、図７（ｃ）においては、横軸に充電可能量を示し、縦軸に冷却航続距離を示す。図７（ｃ）で示されるように、充電可能量が増加するにつれ、冷却航続距離は長くなる。ただし、ステップＳ２０４−３で算出された推定される冷却航続距離よりも、冷却航続距離は長くならない。

（ステップＳ２０４−９）
そして、最終的に、冷却航続距離導出部１６６は、ルーバ２２ａの各開度に対して、冷却航続距離を算出する。図７（ｄ）は、ルーバ２２ａの各開度に対して、冷却航続距離を示した図である。なお、図７（ｄ）においては、横軸にルーバ２２ａの開度を示し、縦軸に冷却航続距離を示す。図７（ｄ）で示されるように、開度が上がるにつれ、冷却航続距離は増加する。ただし、最大開度より大きい開度になっても、バッテリ１６や充電器１８が充分に冷却されるため、充電電力の観点においては、最大開度以上に冷却航続距離は長くならない。

そして、流量導出部１６８は、ステップＳ２０５において、ステップＳ２０３で抵抗航続距離導出部１６４が導出したルーバ２２ａの各開度に対して導出された１０個の抵抗航続距離と、ステップＳ２０４−９で冷却航続距離導出部１６６が導出したルーバ２２ａの各開度に対して導出された１０個の冷却航続距離に基づいて、航続距離が最長となるルーバ２２ａの開度を導出する。つまり、流量導出部１６８は、図４の開度ごとの抵抗航続距離および図７（ｄ）の開度ごとの冷却航続距離のうち航続距離が長い方を抽出して、図５を導出し、航続距離が最長となるルーバ２２ａの開度を導出する。図５に示されるように、例えば、ルーバ２２ａの開度は７０度が最適となり、最適となった７０度に、ルーバ２２ａの開度が制御される。

以上説明したように、バッテリ１６が搭載された車両１０は、走行しながら充電する際、流量調整処理を行うことにより、航続が可能な距離を推定し、航続距離が最長になるようにダクト２０に取り込む車両１０外の空気量を調整しながら、バッテリ１６や充電器１８を冷却することができる。このように、本実施形態にかかる車両１０によれば、バッテリ１６や充電器１８を適切に冷却しながら、電池寿命を長く確保できるようにしつつ、さらに、受電電力を最大限活用することで、航続距離を最長にすることが可能である。

（第１変形例）
上記実施形態では、流量制御機構２２は、ルーバ２２ａであることを例に挙げて説明した。しかし、車両１０が低スピードの場合、車両１０外の空気を十分にダクト２０に取り込めない場合もある。その場合、流量制御機構２２に、ルーバ２２ａの他にファン２２ｂを設けてもよい。

図８は、第１の変形例を示す図である。なお、上述した車両１０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。車両（自動車）３０には、エンジン１２、駆動モータ１４、バッテリ１６、充電器１８、ダクト２０、および、流量制御機構２２が搭載される。ここで、流量制御機構２２は、ルーバ２２ａとファン２２ｂによって構成される。

ルーバ２２ａおよびファン２２ｂは、ダクト２０内に配される。ルーバ２２ａは、ダクト２０の一端側に設けられる。ファン２２ｂは、ダクト２０の他端側、バッテリ１６の近くに設けられる。ルーバ２２ａおよびファン２２ｂは、制御部１００の機能と連動し、ダクト２０内に取り込まれる車両３０外の空気量を調整する。

本実施形態と同様に、変形例の車両３０においても、流量制御機構２２および制御部１００によって、ダクト２０内に取り込まれる車両３０外の空気量を調整して航続距離が最長となるように効率よくバッテリ１６や充電器１８を冷却することが可能となる。車両３０によれば、車両３０が低スピードで走行し、ダクト２０に車両３０外の空気が取り込まれにくい場合でも、ファン２２ｂを使用することができ、バッテリ１６の冷却効率を向上させつつ、航続距離を最長にすることが可能である。

（第２変形例）
上記実施形態では、ダクト２０内に流通する空気が直接的に、バッテリ１６および充電器１８に当たることで、バッテリ１６および充電器１８が冷却されることを説明した。また、第１の変形例では、流量制御機構２２に、ルーバ２２ａの他にファン２２ｂを設け、ファン２２ｂによる空気が直接的に、バッテリ１６および充電器１８に当たることで、バッテリ１６および充電器１８が冷却されることを説明した。しかし、バッテリ１６および充電器１８は、冷却媒体を介して、間接的に冷却されてもよい。

図９は、第２の変形例を示す図である。なお、上述した車両１０と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。車両（自動車）４０には、エンジン１２、駆動モータ１４、バッテリ１６、充電器１８、ダクト２０、流量制御機構２２および熱交換機構２４が搭載される。ここで、流量制御機構２２は、ルーバ２２ａによって構成される。ルーバ２２ａは、制御部１００の機能と連動し、ダクト２０内に取り込まれる車両４０外の空気量を調整する。

熱交換機構２４は、第１熱交換機構２４ａおよび第２熱交換機構２４ｂによって構成される。第１熱交換機構２４ａは、ダクト２０内におけるダクト２０の他端側、バッテリ１６の近くに設けられる。第２熱交換機構２４ｂは、第１熱交換機構２４ａに接続され、バッテリ１６（充電器１８）を囲むように接して設けられる。

また、第１熱交換機構２４ａおよび第２熱交換機構２４ｂ内には、水などの冷却媒体（液体または気体）が充填される。冷却媒体は、第１熱交換機構２４ａおよび第２熱交換機構２４ｂ内を循環する。

第１熱交換機構２４ａにおいては、ダクト２０内に流通する空気と冷却媒体とが熱交換することで、冷却媒体を冷却する。第２熱交換機構２４ｂにおいては、冷却媒体が流通し、冷却媒体とバッテリ１６および充電器１８とが熱交換することで、発熱するバッテリ１６および充電器１８を冷却する。よって、冷却媒体が循環することによって、バッテリ１６および充電器１８は冷却される。

上述した実施形態と同様に、変形例の車両４０においても、流量制御機構２２、熱交換機構２４および制御部１００によって、ダクト２０内に取り込まれる車両４０外の空気量を調整して航続距離が最長となるように効率よくバッテリ１６または充電器１８を冷却することが可能となる。この際、バッテリ１６および充電器１８は、冷却媒体を介し間接的に冷却される。車両４０によれば、バッテリ１６または充電器１８は、ダクト２０内を流通する空気に直接当たらなくても、適切に冷却され、かつ、航続距離を最長にすることが可能である。

また、第２の変形例において、ファン２２ｂをさらに設けてもよい。その際、ファン２２ｂは、ファン２２ｂから生じる風（空気）が第１熱交換機構２４ａに当たるように設けられる。この場合第１の変形例同様に、車両４０が低スピードで走行し、ダクト２０に車両４０外の空気が取り込まれにくい場合でも、ファン２２ｂを使用することで、かつ、熱交換機構２４によって間接的に、バッテリ１６の冷却効率を向上させつつ、航続距離を最長にすることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態においては、制御部１００が、車両位置特定部１６０、地図データ取得部１６２、抵抗航続距離導出部１６４、冷却航続距離導出部１６６、流量導出部１６８、および流量制御部１７０として機能する構成を例に挙げて説明した。しかし、車両位置特定部１６０、地図データ取得部１６２、抵抗航続距離導出部１６４、冷却航続距離導出部１６６、流量導出部１６８、および流量制御部１７０は、制御部１００と別体で構成されてもよい。

なお、上述した実施形態では、ダクト２０は、バッテリ１６および充電器１８に、取り込まれた空気を流通させるとして説明した。しかし、ダクト２０は、バッテリ１６または充電器１８のいずれか一方に、取り込まれた空気を流通させてもよい。

また、上述した実施形態では、流量制御機構２２を用いてバッテリ１６を冷却すると述べた。しかし、バッテリ１６が高発熱し、ダクト２０に取り込まれる車両１０外の空気では冷却が間に合わない場合には、車室内の空調を一時的に切断または弱くすることにより、駆動に使用される電力を抑え、バッテリ１６の発熱を抑えてもよい。

また、上述した実施形態では、制御部１００が流量制御機構２２を制御する場合について述べたが、車両１０の運転者に航続距離が最長となる速度を表示する表示器を車体１０ａ内に設けてもよい。

また、上述した実施形態では、制御部１００が流量制御機構２２を制御する場合について述べたが、航続距離が最長となるように、制御部１００は、駆動モータ１４の消費電力を抑制させてもよい。

なお、上述した実施形態では、抵抗航続距離導出部１６４と冷却航続距離導出部１６６によって導出されたパラメータ（値）を比較して、流量が決定される場合について述べたが、決定された流量をさらに、通常制御を行った場合の開度に基づく航続距離と比較してもよい。

本発明は、バッテリを搭載した自動車に利用できる。

１０、３０、４０車両（自動車）
１６バッテリ
１８充電器
２０ダクト
２２流量制御機構
１６４抵抗航続距離導出部
１６６冷却航続距離導出部
１６８流量導出部
１７０流量制御部

Claims

バッテリと、
前記バッテリを充電する充電器と、
車両外の空気を取り込み前記バッテリまたは前記充電器を冷却するために流通させるダクトと、
前記ダクトにおける前記空気の流量を制御する流量制御機構と、
相異なる複数の流量による空気抵抗に対する車両の航続距離である抵抗航続距離を導出する抵抗航続距離導出部と、
相異なる複数の流量による冷却度合いに対する前記車両の航続距離である冷却航続距離を導出する冷却航続距離導出部と、
前記抵抗航続距離および前記冷却航続距離の双方に基づいて航続距離が最大となる流量を導出する流量導出部と、
前記流量制御機構を導出された前記流量に制御する流量制御部と、
を備える自動車。
前記抵抗航続距離は、前記流量が大きいほど短くなる請求項１に記載の自動車。
前記冷却航続距離は、前記流量が大きいほど長くなる請求項１または２に記載の自動車。
前記ダクトに取り込まれる前記空気と冷却媒体との熱交換を行う第１熱交換機構と、
前記冷却媒体と前記バッテリまたは前記充電器との熱交換を行う第２熱交換機構と、
をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車。