JPWO2017017867A1 - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

電池を冷却する冷却装置は、電池を収納する電池ケースと、電池ケースの内部に導入されるオイルと、オイルを冷却する電池オイルクーラと、オイルを循環させるポンプとを備え、電池ケース、電池オイルクーラ、およびポンプが環状になるように配管で接続される。そして、ポンプが電池ケース内のオイルを循環させることにより電池を冷却する。

Description

本発明は、電池の冷却が可能な冷却装置に関する。

従来、車両に搭載される電池を絶縁オイルで充填し、絶縁オイルを冷媒で冷却することで電池を冷却する車両用の電源装置（冷却装置）が提案されている（例えば特許文献１参照）。この車両用の電源装置では、特にハイブリッドカー等で、スタートするときや加減速するときに、１００Ａ以上と極めて大きな電流が流れることによる電池の温度上昇を抑制している。

特開２００９−３７９３４号公報

しかしながら、上記特許文献１の冷却装置は、絶縁オイルを冷却するためのエバポレータが冷却ケースの中に配置されるので、冷却ケースの高さが高くなり、車両の床下に電池を配置できない可能性がある。特に、プラグインハイブリッド車や電気自動車のように多量の電池を使用する車両に対しては、上記特許文献１の冷却装置を適用することが難しいという課題がある。

そこで、本開示は、電池の冷却機能を備えた電池ケースを有する冷却装置を提供する。

本発明の一態様においては、電池ケースに収納された電池を、電池ケースの内部のオイルで冷却する冷却装置であって、オイルを冷却する電池オイルクーラと、オイルを循環させるポンプとを備え、電池ケース、電池オイルクーラ、およびポンプが環状になるように配管で接続される。

本開示の冷却装置は、電池ケースを低背化することができる。

図１は、課題が生じると想定される冷却装置の概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態における冷却装置の概略構成を示す図である。 図３は、実施の形態における冷却装置の電池ケースの断面を示す図である。 図４は、実施の形態における冷却装置の電池ケースの断面の他の例を示す図である。 図５は、実施の形態における冷却装置の電池ケースの断面の他の例を示す図である。 図６は、実施の形態における冷却装置の概略構成の他の例を示す図である。 図７は、実施の形態における冷却装置の制御部の処理動作を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態における冷却装置の油温および回転数の相関を示す図である。 図９は、実施の形態における冷却装置のオイル流路逆転構成の配管系統を示す図である。 図１０は、実施の形態における冷却装置のオイルが順方向に流れる際の配管系統を示す図である。 図１１は、実施の形態における冷却装置のオイルが逆方向に流れる際の配管系統を示す図である。 図１２は、実施の形態における冷却装置の制御部の他の処理動作を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態における冷却装置のエンジンオイルによる昇温構成付き配管系統を示す図である。 図１４は、実施の形態における冷却装置のエンジンオイルによる昇温時の配管系統を示す図である。 図１５は、実施の形態における冷却装置のエンジンオイルによる昇温後の配管系統を示す図である。 図１６は、実施の形態における冷却装置の概略構成の他の例を示す図である。 図１７は、実施の形態における冷却装置の概略構成の他の例を示す図である。

（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した特許文献１の冷却装置に関し、以下の課題が生じることを見出した。

図１は、課題が生じると想定される冷却装置の構成を示す図である。

この冷却装置は、バッテリ９０１、冷却ケース９０２、エバポレータ９０３、コンプレッサ９０４、コンデンサー９０５、膨張装置９０６、絶縁オイル９０９、および複数の電池９１２を備える。

バッテリ９０１は、冷却ケース９０２の絶縁オイル９０９中に配置している複数の電池９１２からなる。

絶縁オイル９０９を冷却するエバポレータ９０３が、冷却ケース９０２に設けられている。

コンプレッサ９０４は、エバポレータ９０３から排出される気化された冷媒を加圧する。

コンデンサー９０５は、コンプレッサ９０４から排出される冷媒を冷却して液化させる。

膨張装置９０６は、コンデンサー９０５で液化された冷媒をエバポレータ９０３に供給する。

したがって、冷却装置は、コンプレッサ９０４で加圧された冷媒を、コンデンサー９０５と膨張装置９０６を介してエバポレータ９０３に供給し、エバポレータ９０３に供給された冷媒の気化熱でエバポレータ９０３を冷却し、冷却されたエバポレータ９０３が絶縁オイル９０９を介してバッテリ９０１を冷却することができる。

しかしながら、上述の冷却装置では、電池９１２の上部にエバポレータ９０３が配置されるため、絶縁オイル９０９をエバポレータ９０３により直接冷却できるものの、冷却ケース９０２の高さが高くなり、冷却ケース９０２を例えば車両の床下に配置することができなくなる可能性がある。特に、プラグインハイブリッド車や電気自動車のように多量の電池を使用する車両に対しては、上述の冷却装置を床下に配置するように適用することが難しい。

このような課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷却装置は、電池ケースに収納された電池を、電池ケースの内部のオイルで冷却するための冷却装置であって、オイルを冷却する電池オイルクーラと、オイルを循環させるポンプとを備え、電池ケース、電池オイルクーラ、およびポンプが環状になるように配管で接続され、オイルは、電池ケース、電池オイルクーラ、および配管の内部を循環するように、ポンプにより吐出される。

これにより、電池と直接接触するオイルを電池ケースからポンプで取り出し、電池オイルクーラで冷却して電池ケースに戻すことで電池を冷却できるので、電池ケース内にエバポレータを配する必要がなくなり、電池ケースの低背化が可能となる。

また、ポンプは、車両に搭載されるエンジンにより駆動してもよい。

これにより、ポンプの駆動源を別途設ける必要がなく、構成が簡単になる。

また、電池オイルクーラは車両の前部に配されてもよい。

これにより、車両走行時の風が電池オイルクーラに当たりやすくなり、効率よくオイルを冷却できる。

また、電池オイルクーラの入口にはポンプが配管により接続され、電池オイルクーラの出口には電池ケースが配管により接続されるようにしてもよい。

これにより、電池オイルクーラで冷却されたオイルがポンプの熱により加熱されることなく電池ケースに供給されるので、電池を効率的に冷却できる。

また、ポンプは、電動式である構成としてもよい。

これにより、例えばアイドリングストップ時であっても、ポンプを駆動することができるので、その分、電池を効率的に冷却できる。

また、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、制御部は、電池ケースの、オイルの入口、出口、および電池ケースの内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、油温が所定範囲になるように、予め求めた油温とポンプの回転数の関係から回転数を求め、回転数になるようにポンプを制御するようにしてもよい。

これにより、制御部は、例えば油温が高ければ、電池を早く冷却するためにポンプの回転数を上げる制御を行うことができるので、油温の精度を高め、電池の充放電能力の最大化が可能となる。

また、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、制御部は、ポンプの回転方向を逆転させることで、オイルが配管を流れる方向を逆転させるように制御してもよい。

これにより、ポンプの回転方向が逆転することで、電池オイルクーラにより冷却されたオイルが電池ケース内に逆流するので、電池ケース内の温度ムラを低減することが可能となる。

また、配管に設けた、電池ケースの、オイルの入口と出口を逆転させる切り換え弁と、切り換え弁と電気的に接続される制御部とを備え、制御部は、ポンプの動作中に切り換え弁を切り換える構成としてもよい。

これにより、切り換え弁が切り換わることで、電池オイルクーラにより冷却されたオイルが電池ケース内に逆流するので、電池ケース内の温度ムラを低減することが可能となる。

また、車両に搭載されるエンジンオイルクーラ、変速機オイルクーラ、およびパワーステアリングクーラのいずれかの配管が、電池ケースと接続される切り換え弁を備え、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、切り換え弁は制御部と電気的に接続され、制御部は、車両の冷間時に、電池ケースがエンジンオイルクーラ、変速機オイルクーラ、およびパワーステアリングクーラのいずれかの配管と接続されるように切り換え弁を切り換える構成としてもよい。

これにより、車両の冷間時に、早期に昇温するエンジンオイル、変速機オイル、およびパワーステアリングオイルのいずれかが電池ケースに供給されるので、電池が早く温まり電池の充放電能力の最大化が可能となる。

また、電池ケースの内部には、電池の上部に、孔を有する仕切板が設けられ、電池ケースの、オイルの入口、出口は、仕切板の位置より下側に配されるとともに、電池ケースの内部において、オイルは、電池ケースの底面から仕切板の位置まで導入される構成としてもよい。

これにより、熱膨張した余分なオイルが孔を通して仕切板より上側の空間へ導入されるので、オイルが不必要に高圧に至ることに起因した、ポンプへの負担、配管の継手部分からのオイルの漏洩などを低減することができる。

また、電池ケースにおける仕切板より上側の部分は、その少なくとも一部を透明、または半透明とした構成としてもよい。

これにより、オイルを冷却装置に導入する際の最適液量の確認や、オイルの変色による劣化の確認が可能となる。

また、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、配管に外部電源で動作するヒータを備え、制御部は、外部電源で電池を充電中に、電池ケースの、オイルの入口、出口、および電池ケースの内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、油温が所定油温より低ければ、ヒータを動作させてオイルをポンプで循環させるように制御してもよい。

これにより、電池が必要十分な充放電性能を発揮できない低温（所定油温）下で外部電源により充電される際に、ヒータによりオイルが加熱され、そのオイルがポンプにより電池ケース内を循環するので、電池を所定油温以上で充電することが可能となる。そのため、最適な温度環境下で電池の充電を行うことができる。また、充電完了時に外部電源を取り外した後でも、オイルが余熱を有しているので、車両使用時においても電池は必要十分な充放電特性を維持できる。

また、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、配管に外部電源で動作する熱交換器を備え、制御部は、外部電源で電池を充電中に、電池ケースの、オイルの入口、出口、および電池ケースの内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、油温が所定範囲になるように、熱交換器を動作させてオイルをポンプで循環させるように制御してもよい。

これにより、電池が必要十分な充放電性能を発揮できない低温下で外部電源により充電される際に、熱交換器によりオイルが所定温度範囲になるように加熱され、そのオイルがポンプにより電池ケース内を循環するように制御できるので、電池を所定温度範囲で充電することが可能となる。また、熱交換器はオイルを周囲温度より低温に冷却することもできるので、周囲温度が所定温度範囲よりも高い状態で外部電源により充電される場合であっても、油温を所定範囲に制御することが可能となる。これらのことから、最適な温度環境下で電池の充電を行うことができる。また、充電完了時に外部電源を取り外した後でも、オイルは所定温度範囲下にあるので、電池は必要十分な充放電特性を維持できる。

また、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、配管の一部は制御部により動作が制御される車載エアコンの空気吹き出し経路および車室内床下の少なくともいずれかに配置され、制御部は、外部電源で電池を充電中に、車載エアコンとポンプを動作させるように制御してもよい。

これにより、電池が必要十分な充放電性能を発揮できない低温下または高温下で外部電源により充電される際に、車載エアコンを動作させることによりオイルが車載エアコンの設定温度になるように加熱、または冷却され、そのオイルがポンプにより電池ケース内を循環するように制御できるので、最適な温度環境下で電池の充電を行うことができる。また、充電が完了し外部電源を取り外した後に車両を走行させた場合でも、オイルは車載エアコンの設定温度下にあるので、電池は必要十分な充放電特性を維持できる。

なお、制御部の具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
図２は、本実施の形態における冷却装置の概略構成を示す図である。

本実施の形態における冷却装置１００は、電池ケース１１０と、オイルと、電池オイルクーラ１２０と、ポンプ１３０とを備える。また、電池ケース１１０、電池オイルクーラ１２０、およびポンプ１３０を接続する配管１４０を備える。このような冷却装置１００は、車両１０に搭載される。

電池ケース１１０は、内部に電池を備える。この電池は、車両１０の力行回生時にモータジェネレータ２１０が消費、発生する電力を充放電するためのものである。したがって、車両１０の走行時には加減速に応じて電池の充放電が繰り返されるので、電池の内部抵抗により経時的に温度が高くなる。そこで、電池を冷却するために、電池ケース１１０にはオイルが導入されている。

電池オイルクーラ１２０は、電池により温められたオイルを冷却するもので、例えばオイルが通る蛇行したパイプにフィンを設けた構成を備える。これにより、車両の走行風や、電池オイルクーラ１２０に設けたファンにより、オイルを冷却することができる。なお、電池オイルクーラ１２０は、図２に示すように、車両１０の前部に配したほうが、走行風で冷却できるので、冷却用のファンを設ける構成に比べて簡単な構造にできる。

ポンプ１３０は、電池ケース１１０で温められたオイルを電池オイルクーラ１２０で冷却して再び電池ケース１１０へ導入するように、オイルを循環させるものである。ポンプ１３０は、図２の構成において、車両１０に搭載されるエンジン２２０により駆動される。これにより、ポンプ１３０の駆動源を別途設ける必要がなくなるので、簡単な構造にできる。

配管１４０は、電池ケース１１０、電池オイルクーラ１２０、およびポンプ１３０を環状に接続する。これにより、電池ケース１１０、電池オイルクーラ１２０、およびポンプ１３０の間で、オイルを循環させることができる。具体的には、オイルは、電池ケース１１０、電池オイルクーラ１２０、および配管１４０の内部を循環するように、ポンプ１３０により吐出される。これにより、環状になるように配管１４０で接続される電池ケース１１０、および、電池オイルクーラ１２０にオイルが導入される。

なお、オイルを循環させるためには、配管１４０を環状に接続する構成であればよいが、好ましくは、電池オイルクーラ１２０の入口にはポンプ１３０が配管１４０により接続され、電池オイルクーラ１２０の出口には電池ケース１１０が配管１４０により接続される構成とすればよい。これにより、電池オイルクーラ１２０で冷却されたオイルがポンプ１３０の熱で温められることなく電池ケース１１０に導入されるので、電池の冷却効果を高めることができる。

また、寒冷地において電池温度の変化が大きい場合は、オイルの温度上昇に伴う熱膨張を吸収するために、配管１４０の途中にオイルのリザーバタンクを設ける構成としてもよい。

以下、図２における上記以外の詳細構成について説明する。

車両１０に搭載されるエンジン２２０には、トルクコンバータ２３０を介して変速機２４０と機械的に接続される。なお、ここでは変速機２４０としてベルト式変速機を用いた。また、変速機２４０には、ポンプ１３０も機械的に接続されている。したがって、ポンプ１３０はエンジン２２０によって駆動される。

変速機２４０は、図２に示すように、複数のギアを介してディファレンシャルギア２５０と機械的に接続される。ディファレンシャルギア２５０は車軸を介して前輪２６０に接続されるので、これらの構成により、エンジン２２０の駆動力が前輪２６０に伝達される。

なお、本実施の形態では、エンジン２２０が前輪２６０を駆動する構成としているが、これは、後輪２７０を駆動する構成としてもよいし、前輪２６０と後輪２７０の両方を駆動する構成としてもよい。

ディファレンシャルギア２５０には、さらにモータジェネレータ２１０が機械的に接続されている。モータジェネレータ２１０は、電力が供給されると駆動力を発生し、外部から回転力が印加されると発電を行う。したがって、車両１０に対しては、モータジェネレータ２１０に電力が供給されると車両１０を駆動し、車両１０の減速時に前輪２６０から回転力が印加されると回生電力を発生する。

モータジェネレータ２１０はインバータ２８０を介して電池ケース１１０の端子（図示せず）と電気的に接続される。この端子は、電池ケース１１０の内部に配される電池と電気的に接続される。

インバータ２８０には制御部２９０が電気的に接続される。制御部２９０は、例えばマイクロコンピュータとメモリなどの周辺回路からなり、エンジン２２０とインバータ２８０の制御を行う。なお、制御部２９０は図示しない電装機器の制御を行うようにしてもよい。

このような構成から、制御部２９０は、モータジェネレータ２１０から駆動力を発生させるときには、電池の電力をモータジェネレータ２１０に供給するようにインバータ２８０を制御する。一方、モータジェネレータ２１０が回生電力を発生しているときは、制御部２９０は回生電力を電池へ充電するようにインバータ２８０を制御する。このような制御により、例えば車両１０の減速時には回生電力を回収することができ、加速時には回収した回生電力をモータジェネレータ２１０へ供給することによりエンジン２２０の駆動力を補うことができるため、効率のよい車両１０を実現できる。

次に、電池ケース１１０の詳細について、図３から図５を参照しながら説明する。

図３は、実施の形態における冷却装置１００の電池ケース１１０の断面を示す図である。なお、図３は、図２における電池ケース１１０のIII−III断面図である。

電池ケース１１０の内部には、電池１５０が配される。電池１５０は例えばリチウムイオン電池からなる。そして、電池１５０は複数の電池セルを直列に接続したもので、隣り合う電池セルはバスバー１５２により電気的に接続される。なお、電池セルとバスバー１５２の接続は、例えば溶接、またはネジ止めとすることにより、複数の電池セルの電気的接続を、より確実にする。

電池ケース１１０と電池１５０との空隙にはオイル１６０が導入される。オイル１６０は高絶縁性の特性を有する。

電池ケース１１０には、オイル１６０が供給される配管１４０と吸引される配管１４０が接続されている。電池ケース１１０への配管１４０の接続は溶接、またはネジ止めとすることにより、両者を、より確実に接続できる。

オイル１６０の供給と吸引はポンプ１３０の駆動により行われる。図３の構成では、右側の配管１４０がオイル１６０の供給される側であり、左側の配管１４０がオイル１６０の吸引される側である。したがって、オイル１６０は図３の矢印に示すように電池ケース１１０の中を右から左へ流れる。その結果、充放電により熱を持った電池１５０は、その周囲を流れるオイル１６０により熱を奪われる。そして、電池１５０により温められたオイル１６０は、左側の配管１４０から吸引される。このような動作により、従来（図１）のエバポレータ９０３を使用することなく電池１５０を冷却することができる。ゆえに、電池１５０の冷却が可能な電池ケース１１０の低背化を実現することができる。

図４は、実施の形態における冷却装置１００の電池ケース１１０の断面の他の例を示す図である。なお、図４は、図２における電池ケース１１０のIII−III断面図である。また、図４の構成要素で図３と同じものについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図４の構成における図３の構成との違いは、電池ケース１１０の内部に仕切板１１２を設けた点である。仕切板１１２は、電池ケース１１０と一体で形成してもよいし、別体で形成したものを接合してもよい。仕切板１１２は、図４において、その中央部分に孔１１４を有する。従って、電池ケース１１０の内部は仕切板１１２で、図４における上側と下側の空間に分けられ、それらが孔１１４で繋がる構成となる。

電池１５０は、電池ケース１１０における仕切板１１２よりも下側に配される。つまり、仕切板１１２は電池１５０の上部に設けられる。そして、電池ケース１１０の、オイル１６０に対する入口、出口に応じた配管１４０は、図４に示すように、仕切板１１２の位置より下側に配される。

オイル１６０は、電池ケース１１０の内部で、その底面から仕切板１１２の位置まで導入される。その結果、オイル１６０は、電池ケース１１０の仕切板１１２より下側の空間で、電池１５０を包含するように導入される。

次に、このような構成の電池ケース１１０における効果を説明する。上記したように、特に寒冷地においては、電池１５０の使用開始時から定常使用時までの温度差が大きくなり、オイル１６０が熱膨張を起こす。そこで、このような場合に膨張した余分なオイル１６０を、孔１１４を通して仕切板１１２より上側の空間へ導入することができる。その結果、オイル１６０が不必要に高圧に至ることに起因した、ポンプ１３０への負担、配管１４０の継手部分からのオイル１６０の漏洩などを低減することができる。また、電池ケース１１０にオイル１６０のリザーバタンクの役割を持たせているので、別途リザーバタンクを設ける必要がなく、冷却装置１００の簡易化も実現できる。

なお、図４の構成では、孔１１４の位置は仕切板１１２の中央部分としているが、それに限定されるものではなく、仕切板１１２の任意の位置に設ければよい。また、孔１１４の数も１つに限定されるものではなく、複数の孔１１４を設けてもよい。

また、孔１１４が電池１５０の近傍に位置するように、仕切板１１２を傾斜させて設けてもよい。つまり、仕切板１１２は（錐体の頂部としての）孔１１４に向かって傾斜を有する角錐状の側面形状、もしくは円錐状の側面形状（すり鉢状）としてもよい。これにより、オイル１６０の熱膨張や車両１０の振動に起因して、オイル１６０が、孔１１４を通して仕切板１１２と電池ケース１１０に囲まれる、電池ケース１１０の上側の空間に至っても、オイル１６０の熱膨張や車両１０の振動が収まった際に、電池ケース１１０の上側の空間に至ったオイル１６０を、電池１５０側に戻すことができる可能性を高められる。

また、電池ケース１１０における仕切板１１２より上側の部分は、その少なくとも一部を透明、または半透明としてもよい。これにより、オイル１６０を冷却装置１００に導入する際の最適液量の確認や、オイル１６０の変色による劣化の確認が可能となる。

図５は、実施の形態における冷却装置１００の電池ケース１１０の断面の他の例を示す図である。なお、図５は、図２における電池ケース１１０のIII−III断面図である。また、図５の構成要素で図３と同じものについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図５の構成における図３の構成との違いは、電池ケース１１０内を流れるオイル１６０の方向に対し、電池１５０が電池ケース１１０内で９０度回転した方向に配されている点である。これにより、オイル１６０は電池１５０の長手方向に沿って流れる。

このような構成を図３の構成と比較すると、図３の構成ではオイル１６０が流れる方向に対して直角に電池１５０が配されることになるので、電池１５０によりオイル１６０が撹拌され、電池１５０が冷却されやすくなるが、隣り合う電池セルの隙間が狭ければオイル１６０が十分に流れず、温度ムラが発生する可能性がある。反対に、図５の構成では、温度ムラの発生可能性は少ないものの、オイル１６０が電池１５０の上面を流れる割合が多くなり、図３の構成に比べて十分に冷却されない可能性がある。したがって、搭載する電池１５０の充放電による温度変化、必要な冷却能力、配管１４０の配置、電池ケース１１０の形状などに応じて、図３、または図５の構成を選択する。

また、図５の構成においても、図４で説明したように仕切板１１２を設ける電池ケース１１０の構成としてもよい。

なお、ポンプ１３０は、車両１０に搭載されるエンジン２２０により駆動する構成としたが、これは電動式であってもよい。この場合、エンジン２２０の動作に関係なくポンプ１３０を動作させることができるので、例えば車両１０がアイドリングストップ中であっても、オイル１６０を循環させて電池１５０を冷却することができる。

また、電池オイルクーラ１２０は車両１０の前部に配される構成としたが、これは、電池オイルクーラ１２０へ走行風が導入できる部分であれば、車両１０のどこに配置してもよい。あるいは、ラジエータの近傍に電池オイルクーラ１２０を配したり、電池オイルクーラ１２０に専用ファンを設けたりする構成としてもよい。いずれの場合も、電池オイルクーラ１２０を必ずしも車両１０の前部に配置する必要はない。

また、電池オイルクーラ１２０の入口にはポンプ１３０が配管１４０により接続され、電池オイルクーラ１２０の出口には電池ケース１１０が配管１４０により接続される構成としたが、ポンプ１３０の駆動による熱が十分小さく、オイル１６０にほとんど影響しない場合は、配管１４０の上記の接続を逆にしてもよい。この場合、車両１０の内部における配管１４０の自由度が増す。

また、配管１４０の一部にオイル１６０を清浄するためのオイルフィルタを設ける構成としてもよい。これにより、オイル１６０に含まれる不純物を除去することができるので、オイル１６０の高い絶縁特性を維持することができる。

また、冷却装置１００は、車両１０に搭載される構成として説明したが、車両１０への搭載に限定されるものではなく、例えば冷却装置１００は余剰電力蓄電用の据置型蓄電池を冷却するための構成としてもよい。これにより、余剰電力の充放電に伴う発熱により温度が上昇した蓄電池を冷却することが可能となる。

（変形例１）
上記実施の形態では、ポンプ１３０はエンジン２２０の回転数、または電動式の場合はモータの一定回転数で駆動されている。しかし、ポンプ１３０は、制御部２９０により動作が制御される電動式であってもよい。すなわち、制御部２９０は、電池ケース１１０における、オイル１６０の入口、出口、および電池ケース１１０の内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、前記油温が所定範囲になるように、予め求めた油温とポンプ１３０の回転数の関係から回転数を求め、前記回転数になるようにポンプ１３０を制御する。

これにより、制御部２９０は、例えば油温が高ければ、電池１５０を早く冷却するためにポンプ１３０の回転数を上げる制御を行うことができる。その結果、従来のようにエバポレータ９０３を用いて冷却ケース９０２の内部で絶縁オイル９０９を直接冷却する、かさ高い構成とすることなく、オイル１６０を十分に冷却できるとともに、油温の精度が高まり、電池１５０の充放電能力の最大化が可能となる。

以下、変形例１について詳細を説明する。

図６は、実施の形態における冷却装置１００の概略構成の他の例を示す図である。なお、図６において、図２と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図６の構成では、ポンプ１３０は、制御部２９０により動作が制御される電動式である。したがって、ポンプ１３０は制御部２９０と電気的に接続される。具体的にはポンプ１３０に取り付けられるポンプモータ３００が制御部２９０と接続される。そして、制御部２９０はポンプモータ３００の回転数を制御することにより、オイル１６０の流量を調整することができる。以下、この動作を、制御部２９０が、ある回転数になるようにポンプ１３０を制御するという。また、電池ケース１１０の、オイル１６０の入口には温度センサ３１０が設けられる。温度センサ３１０はサーミスタ、熱電対などの感温素子からなり、制御部２９０と電気的に接続される。

これら以外の構成は図２と同じである。また、電池ケース１１０の内部構造は図３、図４、または図５と同じである。

次に、図６の冷却装置１００の動作について説明する。

図７は、実施の形態における冷却装置１００の制御部２９０の処理動作を示すフローチャートである。

制御部２９０は、温度センサ３１０の出力から、オイル１６０の温度（以下、油温Ｔｏという）を読み込む（ステップＳ１１）。次に、制御部２９０は、油温Ｔｏとポンプ１３０の回転数Ｒｏとの相関から、読み込んだ油温Ｔｏに対応する回転数Ｒｏを求める（ステップＳ１３）。そして、制御部２９０は、回転数Ｒｏになるようにポンプ１３０を制御する（ステップＳ１５）。

図８は、実施の形態における冷却装置１００の油温Ｔｏおよび回転数Ｒｏの相関を示す図である。図８には３種の相関関係Ａ〜Ｃが示されているが、どの相関関係であっても油温Ｔｏが高くなるにしたがって回転数Ｒｏが大きくなる傾向を有する。これは、油温Ｔｏが高いほど、制御部２９０が回転数Ｒｏを大きくすることで、オイル１６０を早く冷却するためである。また、相関関係Ａは油温Ｔｏと回転数Ｒｏが直線関係の例を示す。相関関係Ｂは、油温Ｔｏと回転数Ｒｏの関係が回転数Ｒｏの０近傍では曲線関係を有し、その後直線関係を有する例を示す。相関関係Ｃは油温Ｔｏと回転数Ｒｏが曲線関係の例を示す。なお、曲線関係は例えば、正の実数ｎに基づくｎ次関数、指数関数などである。

図８の相関関係Ａ〜Ｃのうち、どの相関関係を用いるかは、ポンプ１３０のオイル１６０を循環させる能力（循環量）、オイル１６０の流れに対する電池ケース１１０内の抵抗、電池オイルクーラ１２０におけるオイル１６０の冷却能力などに応じて、予め決定しておく。また、相関関係Ｂ、または相関関係Ｃを用いた場合は、ポンプ１３０の動き始め時に、回転数Ｒｏが緩やかに上昇するので、電池１５０とバスバー１５２との接続点を、急なオイル１６０の流れに起因した圧力から保護することが可能となる。なお、図８におけるポンプ動作開始温度Ｔｓは、電池１５０を冷却する必要がある最低温度で、例えば５０℃である。したがって、油温Ｔｏがポンプ動作開始温度Ｔｓより低ければ、ポンプ１３０は停止する。このような相関関係とすることで、ポンプ１３０により循環するオイル１６０が電池１５０を必要以上（例えば２０℃より低い温度）に冷却し、電池１５０の充放電特性を、かえって低下させる可能性を低減できる。そして、ポンプ１３０が停止すると、電池１５０の充放電により電池１５０の温度は上昇する。

したがって、図８の相関関係に基づいて、図７の動作を繰り返すことにより、制御部２９０は油温Ｔｏが所定範囲（例えば２０℃から５０℃まで）になるようにポンプ１３０の回転数Ｒｏを制御する。

なお、温度センサ３１０は電池ケース１１０の入口に設けられる構成に限定されず、電池ケース１１０の出口、または電池ケース１１０の内部に設けられる構成でもよい。さらに、電池ケース１１０の入口、出口、および内部の複数個所に設ける構成でもよい。この場合、油温Ｔｏは例えば複数個所に設けた温度センサの出力の平均とすれば、電池ケース１１０における油温Ｔｏの温度ムラを低減できる。

（変形例２）
上記実施の形態では、オイル１６０は配管１４０を一方向にのみ流れる。しかし、ポンプ１３０は、制御部２９０により動作が制御される電動式であり、制御部２９０は、ポンプ１３０の回転方向を逆転させることで、オイル１６０が配管１４０を流れる方向を逆転させるよう制御してもよい。

これにより、制御部２９０は電池オイルクーラ１２０で冷却されたオイル１６０を電池ケース１１０の内部で逆流させることが可能となる。したがって、電池ケース１１０の内部温度ムラを低減することが可能となる。

以下、変形例２について詳細を説明する。

変形例２の構成は図６と同様であり、オイルが流れる方向だけが異なるので、詳細な説明は省略し、異なる点のみを述べる。すなわち、図６の構成において、変形例２ではポンプモータ３００の回転方向を制御部２９０で制御することにより、ポンプ１３０から吐出されるオイル１６０の方向を逆転することが可能な構成を備える。すなわち、図６において、制御部２９０からポンプモータ３００への制御信号に応じて、ポンプ１３０は電池オイルクーラ１２０側へオイル１６０を吐出することができるとともに、ポンプ１３０から電池ケース１１０側へオイル１６０を吐出することができる。

このように動作することで、電池ケース１１０内のオイル１６０における温度ムラを低減することができる。さらに、電池１５０とバスバー１５２の接続点のようにオイル１６０が循環しにくい狭い部分にも、オイル１６０が流れる方向を逆転させることによる圧力変動で、オイル１６０の循環をしやすくすることができる。

なお、ポンプ１３０の正転と逆転は、制御部２９０により所定期間（例えば１分）ごとに繰り返し行われる。この所定期間は電池ケース１１０の大きさや電池１５０の数量などに応じて、電池１５０を冷却するために必要な期間から予め求めておく。

また、所定期間は図６に示すように温度センサ３１０を備える構成の場合、測定された温度に応じて可変するようにしてもよい。すなわち、温度が高いと電池１５０が充放電により自己発熱しているため、電池１５０とバスバー１５２の接続点のような狭い部分のオイル１６０の温度に対し、他の部分の温度ムラが発生しやすくなる。この場合は所定期間を短くする制御を行う。

また、オイル１６０が流れる方向を逆転させる構成として、ポンプ１３０を逆転させる構成に限らず、電池ケース１１０の、オイル１６０の入口と出口を逆転させる切り換え弁を配管１４０に設けてもよい。そして切り換え弁は制御部２９０と電気的に接続される。その結果、制御部２９０は、ポンプ１３０の動作中に当該切り換え弁を切り換えることが可能となる。

これにより、制御部２９０は電池オイルクーラ１２０で冷却されたオイル１６０を電池ケース１１０の内部で逆流させることが可能となる。したがって、電池ケース１１０の内部温度ムラを低減することが可能となる。さらに、既存のポンプをポンプ１３０として適用することができる。

以下、他の変形例２における構成について詳細を説明する。

図９は、実施の形態における冷却装置１００のオイル流路逆転構成の配管系統を示す図である。図１０は、実施の形態における冷却装置１００のオイル１６０が順方向に流れる際の配管系統を示す図である。図１１は、実施の形態における冷却装置１００のオイル１６０が逆方向に流れる際の配管系統を示す図である。

なお、図９〜１０において、図２、および図６と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

切り換え弁は、オイル１６０を電池ケース１１０の内部で逆流させるために、配管１４０の４箇所に設けられる。これらの切り換え弁４１０、４２０、４３０、４４０は、それぞれ配管１４０における図９に示す位置に配置される。切り換え弁４１０〜４４０は、いずれも開状態と閉状態が選択できる構成を備える。他の変形例２では切り換え弁４１０〜４４０が、制御部２９０と電気的に接続され、制御部２９０からの信号により切り換え弁４１０〜４４０の開閉状態を切り換えることが可能となる。

具体的にオイル１６０を順方向、または逆方向に切り換える場合の切り換え弁４１０〜４４０の状態を、図１０、図１１により説明する。まず、オイル１６０が順方向に流れる場合の切り換え弁４１０〜４４０の開閉状態を図１０に示す。制御部２９０は、切り換え弁４１０を閉に、切り換え弁４２０を開に、切り換え弁４３０を閉に、切り換え弁４４０を開に制御する。その結果、オイル１６０は図１０の太矢印に示す方向に流れる。ゆえに、電池ケース１１０にはオイル１６０が図１０の右上から供給され、左下から吸引される。

一方、オイル１６０が逆方向に流れる場合の切り換え弁４１０〜４４０の開閉状態を図１１に示す。制御部２９０は、切り換え弁４１０を開に、切り換え弁４２０を閉に、切り換え弁４３０を開に、切り換え弁４４０を閉に制御する。すなわち、制御部２９０は、切り換え弁４１０〜４４０の開閉状態を全て反転させる。その結果、オイル１６０は図１１の太矢印に示す方向に流れる。ゆえに、電池ケース１１０にはオイル１６０が図１１の左下から供給され、右上から吸引される。つまり、電池ケース１１０において、図１０とは逆のオイル１６０の流れが得られる。

このように、電池ケース１１０内を流れるオイル１６０の方向を切り換えることにより、電池ケース１１０内の温度ムラを低減することが可能となる。このとき、制御部２９０が４箇所の切り換え弁４１０〜４４０を切り換えることでオイルの方向が切り換わる構成としている。したがって、電池ケース１１０へは、図１０、図１１の太矢印に示すように、順方向、逆方向にかかわらず常に、電池オイルクーラ１２０で冷却されたオイル１６０が最初に電池ケース１１０に供給されるため、順方向と逆方向とで供給されるオイル１６０の温度が異なる可能性を低減している。

なお、オイル１６０の流れる方向の切り換えは、上記したように所定期間ごとに繰り返し行えばよい。

また、他の変形例２では、ポンプ１３０はエンジン駆動式であっても電動式であってもよい。エンジン駆動式の場合は、オイル１６０の流れる方向を切り換える効果を得るために、切り換え弁４１０〜４４０を制御する制御部２９０がエンジン駆動状況をエンジン２２０からの信号により判断し、エンジン２２０が駆動されていれば切り換え弁４１０〜４４０を切り換える。

また、他の変形例２の構成に変形例１の構成が組み合わされてもよい。すなわち、制御部２９０は、電池ケース１１０の、オイル１６０の入口、出口、および電池ケース１１０の内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサ３１０の出力を求める。そして、得られた油温が所定範囲になるように、予め求めた油温とポンプ１３０の回転数の関係から回転数を求め、前記回転数になるようにポンプ１３０を制御する。そして、制御部２９０は、図９の切り換え弁４１０〜４４０を制御することで、温度センサ３１０による油温の制御を行い、オイル１６０が流れる方向を逆転させることにより電池ケース１１０内のオイル１６０を撹拌することで温度ムラを抑制する。これにより、制御部２９０は電池１５０の温度を安定化させることが可能となる。

以下に、このような制御の詳細が説明される。図１２は、実施の形態における冷却装置１００の制御部２９０の他の処理動作を示すフローチャートである。

図１２のフローチャートが実行されると、制御部２９０は、温度センサ３１０の出力から油温Ｔｏを読み込む（ステップＳ１１）。次に、制御部２９０は、油温Ｔｏが所定範囲に入っているか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここで、所定範囲とは、電池１５０の充放電性能や寿命に対し、影響の少ない温度範囲のことであり、例えば２０℃から５０℃の範囲である。もし、油温Ｔｏが所定範囲に入っていなければ（ステップＳ２１のＮｏ）、制御部２９０は、ポンプ１３０を制御して油温Ｔｏが所定範囲に入るように制御する動作を優先して実行するために、後述するステップＳ１３以降の動作を行う。

一方、油温Ｔｏが所定範囲に入っていると判断すれば（ステップＳ２１のＹｅｓ）、制御部２９０は油温Ｔｏが上昇傾向であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。なお、油温Ｔｏが上昇傾向であるか否を判断するために、制御部２９０は前回測定した油温Ｔｏｄと対比する。もし、油温Ｔｏが上昇傾向であれば（ステップＳ２３のＹｅｓ）、油温Ｔｏは所定範囲に入っているものの、電池１５０の充放電や周囲温度の上昇などにより、制御部２９０はこのままでは油温Ｔｏが所定温度を超えてしまうと判断する。そして、油温Ｔｏを下げるために、制御部２９０は後述するステップＳ１３以降を実行する。

一方、ステップＳ２３において、油温Ｔｏが上昇傾向でなければ（ステップＳ２３のＮｏ）、油温Ｔｏは所定範囲内で安定している。この状態で制御部２９０は電池ケース１１０内の温度ムラを低減するように切り換え弁４１０〜４４０を制御する。具体的には、制御部２９０は、図１１に示すように切り換え弁４１０〜４４０を制御して、電池ケース１１０のオイル１６０の出入り口を切り換える（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２５に至る条件として、油温Ｔｏが下降傾向にある場合が想定されるが、電池１５０の熱容量と、図３に示すように隣り合う電池１５０がバスバー１５２で接続される構造から、充放電により熱を有する電池１５０の温度は、充放電を停止しない限り容易に下降しない。したがって、ステップＳ２５では、僅かな油温Ｔｏの下降傾向を含むものの、油温Ｔｏは安定傾向にあるものとする。

ここで、制御部２９０が、油温Ｔｏの安定しているときに切り換え弁４１０〜４４０を制御して、電池ケース１１０内のオイル１６０の流れを逆流させる理由は次のとおりである。油温Ｔｏが所定範囲に入っていない場合、および油温Ｔｏが上昇傾向の場合は、いずれも早期に油温Ｔｏが所定範囲内になるように、かつ安定するように制御する動作が優先される必要がある。したがって、これらの条件のとき、すなわちステップＳ２１でＮｏ、またはステップＳ２３でＹｅｓの場合は、後述するＳ１３以降に示すように、ポンプ１３０の制御による油温Ｔｏの巨視的な調整が行われる。一方、油温Ｔｏが安定傾向にあるときは、制御部２９０は、その間にオイル１６０を逆流させて撹拌し、微視的な温度ムラを低減する動作を行う。

次に、ステップＳ２１のＮｏ、ステップＳ２３のＹｅｓ、およびステップＳ２５の後は、制御部２９０は、油温Ｔｏとポンプ１３０の回転数Ｒｏとの相関から、読み込んだ油温Ｔｏに対応する回転数Ｒｏを求める（ステップＳ１３）。この動作は図７のステップＳ１３と同じであるので、詳細な説明は省略される。次に、制御部２９０は、回転数Ｒｏになるようにポンプ１３０を制御する（ステップＳ１５）。この動作も図７のＳ１５と同じであるため、詳細な説明は省略される。

以上の動作により、油温Ｔｏを所定範囲に収め、かつ電池ケース１１０内の温度ムラも抑制することが可能な冷却装置１００が実現できる。

なお、他の変形例２では、オイル１６０の油温Ｔｏが安定傾向にあるときに、オイル１６０の流れる方向を逆流させているが、これに限定されるものではなく、制御部２９０は油温Ｔｏが上昇傾向にあっても逆流するように制御してもよい。ただし、この場合はオイル１６０が逆流する期間が長くなるほど油温Ｔｏが下降するものの温度ムラが増大するので、逆流する期間は、電池ケース１１０内の撹拌ができる程度に、予め求めた期間内とする。

（変形例３）
上記実施の形態では、オイル１６０は単一の配管１４０のみを流れる。しかし、エンジンオイルクーラ、変速機オイルクーラ、およびパワーステアリングオイルクーラのいずれかの配管が、電池ケース１１０と接続される切り換え弁を設けてもよい。そして切り換え弁は制御部２９０と電気的に接続される。その結果、制御部２９０は、当該切り換え弁を切り換えることが可能となる。

これにより、制御部２９０は車両の冷間始動時に、例えばエンジンオイルクーラでオイル１６０よりも暖まったエンジンオイルを電池ケース１１０に流すことが可能となる。したがって、極冷間時にほとんど充放電ができない電池１５０を少しでも早く暖めることが可能となる。

以下、変形例３について詳細を説明する。

図１３は、実施の形態における冷却装置のエンジンオイルによる昇温構成付き配管系統を示す図である。図１４は、実施の形態における冷却装置のエンジンオイルによる昇温時の配管系統を示す図である。図１５は、実施の形態における冷却装置のエンジンオイルによる昇温後の配管系統を示す図である。

なお、図１３〜１５において、図２、および図６と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

切り換え弁５１０、５２０、５３０、５４０は、オイル１６０をエンジン２２０からも流せるようにするために、配管１４０の４箇所に設けられる。ここでは、オイル１６０がエンジン２２０から流される場合と、エンジン２２０を通さずにポンプ１３０から流される場合の両方があるので、オイル１６０は両方の場合に対応するためにエンジンオイルとなる。

これらの切り換え弁５１０、５２０、５３０、５４０は、それぞれ配管１４０における図１３に示す位置に配置される。切り換え弁５１０〜５４０は、いずれも開状態と閉状態が選択できる構成を備える。変形例３では変形例２と同様に、切り換え弁５１０〜５４０が、制御部２９０と電気的に接続され、制御部２９０からの信号により切り換え弁５１０〜５４０の開閉状態を切り換えることが可能となる。

具体的にオイル１６０がエンジン２２０から流される場合と、ポンプ１３０から流される場合について、図１４、図１５により説明する。

まず、オイル１６０により電池１５０を昇温する場合の切り換え弁５１０〜５４０の開閉状態を図１４に示す。制御部２９０は、切り換え弁５１０を開に、切り換え弁５２０を閉に、切り換え弁５３０を閉に、切り換え弁５４０を開に制御する。その結果、オイル１６０は図１４の太矢印に示す方向に流れる。すなわち、エンジン２２０で暖められたオイル１６０は、エンジン２２０の回転により吐出され、切り換え弁５１０に至る。切り換え弁５１０は開であるので、オイル１６０は電池ケース１１０へ流れる。このとき、切り換え弁５２０と切り換え弁５３０は、ともに閉であるので、切り換え弁５２０と切り換え弁５３０に向かう配管１４０にはオイル１６０は流れない。したがって、エンジン２２０で暖められたオイル１６０は電池ケース１１０にのみ供給される。その結果、電池ケース１１０に収納された電池１５０がオイル１６０により暖められるので、極冷間時であっても、早期に電池１５０を活性化することが可能となる。電池ケース１１０から流れ出すオイル１６０は、図１４の太矢印に示すように、切り換え弁５４０が開であるので、切り換え弁５４０を経由してエンジンオイルクーラ５５０に流入する。オイル１６０はエンジンオイルクーラ５５０で冷却されてエンジン２２０に戻る。このようなオイル１６０の流れを繰り返すことで、エンジン２２０が冷却されつつ、電池１５０が暖められる。なお、オイル１６０は図６で説明した温度センサ３１０で温度が検出されているので、制御部２９０は、オイル１６０が電池１５０の最適動作温度（例えば３０℃）に至るまでは、図１４の太矢印に示すようにオイル１６０を流す。このように、オイル１６０はエンジン２２０の回転によってのみ流されるので、ポンプ１３０は停止している。

次に、オイル１６０により電池１５０が昇温した後の切り換え弁５１０〜５４０の開閉状態を図１５に示す。制御部２９０は、オイル１６０の温度が電池１５０の最適動作温度に至ると、切り換え弁５１０を閉に、切り換え弁５２０を開に、切り換え弁５３０を開に、切り換え弁５４０を閉に制御する。すなわち、制御部２９０は、切り換え弁５１０〜５４０の開閉状態を図１４の状態から全て反転させる。その結果、オイル１６０は図１５の太矢印に示す方向に流れる。すなわち、電池ケース１１０に対しては、電池ケース１１０から吐出されたオイル１６０は切り換え弁５２０が開のため、ポンプ１３０に供給される。ここで、切り換え弁５１０〜５４０の開閉状態が反転した段階でポンプ１３０が制御部２９０により動作させられる。そのため、ポンプ１３０は制御部２９０により動作が制御される電動式である。したがって、ポンプ１３０からはオイル１６０が吐出され、電池オイルクーラ１２０に供給される。ここで、オイル１６０が冷却され、切り換え弁５１０が閉であるので、図１５の太矢印に示すように、電池ケース１１０にオイル１６０が戻る。このようなオイル１６０の流れは、実施の形態で述べた図２の構成におけるオイル１６０の流れと同じである。

一方、エンジン２２０に対しては、エンジン２２０の回転により吐出されるオイル１６０は、切り換え弁５１０が閉のため、切り換え弁５３０を経由してエンジンオイルクーラ５５０に流れる。ここで、オイル１６０が冷却されてエンジン２２０に戻る。この流れは通常の車両におけるエンジンオイルによるエンジン２２０の冷却と同じ動作である。

これらのことから、オイル１６０は電池ケース１１０に流れる配管１４０と、エンジン２２０に流れる配管１４０の２系統に分かれる。したがって、エンジン２２０が冷間始動時を終え、通常動作時となった状態では、高温となったオイル１６０が電池ケース１１０に供給されないように構成される。

このような構成、動作により、冷間時に早期に電池１５０を昇温することが可能な冷却装置１００が実現できる。

なお、変形例３では、オイル１６０はエンジンオイルと併用されるため、配管１４０、エンジンオイルクーラ５５０、および電池ケース１１０の少なくとも１箇所にオイルフィルタが設けられる構成としてもよい。

また、変形例３では電池ケース１１０がエンジンオイルクーラ５５０の配管と接続されるように切り換え弁５１０〜５４０を切り換える構成としたが、それに限定されるものではなく、変速機オイルクーラ、およびパワーステアリングオイルクーラのいずれかの配管と接続されるように切り換え弁５１０〜５４０を切り換える構成としてもよい。これらの構成によっても、変速機オイル、またはパワーステアリングオイルは車両１０の冷間始動後に早期に昇温するので、電池１５０を早く最適動作温度に至らせることが可能となる。

（変形例４）
上記実施の形態では、電池オイルクーラ１２０により、オイル１６０が周囲温度近傍まで冷却される。しかし、電池１５０が外部電源で充電される構成を有するとともに、配管１４０に外部電源で動作するヒータが備えられ、低温時にヒータでオイル１６０が加熱されるようにしてもよい。

これにより、電池１５０が必要十分な充放電性能を発揮できない低温（所定油温）下で外部電源により充電される際に、ヒータによりオイル１６０が加熱され、そのオイル１６０がポンプ１３０により電池ケース１１０内を循環するので、電池１５０を所定油温以上で充電することが可能となる。

以下、変形例４について詳細を説明する。

図１６は、実施の形態における冷却装置の概略構成の他の例を示す図である。

なお、図１６において、図２、および図６と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

まず、冷却装置１００において、電池１５０は外部電源６１０で充電される構成を有する。具体的には、電池１５０と電気的に接続され電池ケース１１０から取り出される電力系配線（図１６において太線で示す）が、車両に取り付けた充電コネクタ６２０を介して、外部電源６１０と接続される。

外部電源６１０は、充電回路６３０と電力源６４０から構成される。すなわち、外部電源６１０は、電力源６４０の電力が充電回路６３０により電池１５０に充電されるように動作する。したがって、充電回路６３０は電池１５０への充電制御を行う。このために、充電回路６３０は、制御部２９０と充電コネクタ６２０を介して電気的に接続され、電池１５０の充電状態、温度センサ３１０の油温などの情報を制御部２９０から入力すると同時に、外部電源６１０による充電電力量、ポンプ１３０の制御などの情報を制御部２９０に出力する。

電力源６４０は、たとえば交流電源、蓄電池などの電源であり、これらを切り換える構成としてもよい。具体的には、交流電源は家庭用交流電源、蓄電池は太陽光発電用蓄電池が挙げられる。

次に、配管１４０の一部にはヒータ６５０が設けられる。配管１４０におけるヒータ６５０の位置はどこでもよいが、ヒータ６５０で加熱されたオイル１６０を有効に電池ケース１１０へ導入するために、ヒータ６５０を電池ケース１１０におけるオイル１６０の入口近傍に配することが望ましい。また、ヒータ６５０は電力系配線で充電コネクタ６２０を介して外部電源６１０と電気的に接続される。なお、ヒータ６５０の制御は、充電回路６３０から出力される制御信号に基づいて、制御部２９０により行われる。これは、ヒータ６５０は一般に消費電力が大きいので、電力供給の安定性が得られる外部電源６１０により動作される構成としている。したがって、電池１５０が外部電源６１０により充電される際に、ヒータ６５０の動作も制御される。

次に、このような冷却装置１００の特徴となる動作について説明する。

車両非使用時に、運転者は電池１５０を外部電源６１０で充電するために、外部電源６１０と車両１０を充電コネクタ６２０により接続する。その結果、図１６に示すように、外部電源６１０は車両１０の電力系配線と接続されると共に、制御部２９０とも信号系配線（図１６において細線矢印で示す）で接続される。

外部電源６１０の充電回路６３０は、電池１５０を充電する前に、電池１５０の現在の充電状態と温度センサ３１０の温度情報、すなわち油温を制御部２９０から取り込む。充電回路６３０は電池１５０の充電状態情報から満充電であると判断すれば電池１５０の充電を行わない。

一方、電池１５０が満充電でなければ、充電回路６３０は油温が所定油温より低い場合に、電力源６４０の電力でヒータ６５０を動作させるように、かつ、オイル１６０をポンプ１３０で循環させるように制御部２９０へ制御信号を出力する。これを受け、制御部２９０はヒータ６５０とポンプモータ３００を動作させる。ここで、所定油温とは、電池１５０が必要十分な充放電性能を発揮できない下限の温度のことで、具体的には、上記したように電池１５０における温度の所定範囲が２０℃から５０℃までであることから、その下限である２０℃を所定油温とする。なお、油温が所定油温以上であれば、充電回路６３０はヒータ６５０を動作させず、ポンプ１３０のみを動作させる。

次に、充電回路６３０は油温を監視し、所定油温以上になればヒータ６５０の動作を停止するように制御部２９０を介して制御する。これにより、電池１５０は必要十分な充電性能が得られる状態となるので、充電回路６３０は電池１５０を充電するように電力源６４０の電力を出力する。

充電中も充電回路６３０は油温の監視を継続し、油温が所定温度より低くなれば所定温度以上になるまで制御部２９０を介してヒータ６５０を動作させる。この動作を継続することにより、電池１５０は所定温度近傍の最適な温度環境下で充電される。

充電完了時に外部電源６１０を取り外した後は、オイル１６０が余熱を有しているので、車両使用時においても電池１５０は必要十分な充放電特性を維持できる。

このような構成、動作により、冷間時に電池１５０を昇温することが可能な冷却装置１００が実現できる。

なお、変形例４において、車両使用時の充放電に伴う電池１５０の昇温に対しては、図２または図６の構成と動作により、電池１５０を冷却することが可能となる。

（変形例５）
上記実施の形態では、電池オイルクーラ１２０により、オイル１６０が周囲温度近傍まで冷却される。しかし、電池１５０が外部電源で充電される構成を有するとともに、配管１４０に外部電源で動作する熱交換器が備えられ、熱交換器によりオイル１６０の温度が所定範囲になるように制御してもよい。

これにより、電池１５０が外部電源により充電される際に、電池１５０が必要十分な充放電性能を発揮できる所定温度範囲になるように、熱交換器でオイル１６０の温度が制御され、そのオイル１６０がポンプ１３０により電池ケース１１０内を循環するので、電池１５０を所定温度範囲で充電することが可能となる。

以下、変形例５について詳細を説明する。

なお、変形例５において、図２、図６、及び図１６と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

すなわち、変形例５の特徴となる構成は、変形例４の図１６に示す構成において、配管１４０の一部に設けたヒータ６５０に替えて、熱交換器を設けたことである。熱交換器はオイル１６０を加熱することも冷却することも可能な構成を有する。その他の構成は図１６と同じである。したがって、熱交換器は電力系配線で充電コネクタ６２０を介して外部電源６１０と電気的に接続されるので、熱交換器の制御はヒータ６５０と同様に制御部２９０を介して充電回路６３０により行われる。なお、配管１４０における熱交換器の位置はどこでもよいが、熱交換器で温度制御されたオイル１６０を有効に電池ケース１１０へ導入するために、熱交換器を電池ケース１１０におけるオイル１６０の入口近傍に配することが望ましい。また、熱交換器はヒータ６５０と同様に、一般に消費電力が大きいので、電力供給の安定性が得られる外部電源６１０により動作される構成としている。

次に、このような冷却装置１００の特徴となる動作について説明する。

車両非使用時に、外部電源６１０が充電コネクタ６２０により車両１０と接続されると、充電回路６３０は、電池１５０を充電する前に、電池１５０の現在の充電状態と温度センサ３１０の温度情報（油温）を制御部２９０から取り込む。充電回路６３０は電池１５０の充電状態情報から満充電であると判断すれば電池１５０の充電を行わない。

一方、電池１５０が満充電でなければ、充電回路６３０は油温が所定範囲（上記したように２０℃から５０℃まで）より低い場合に、電力源６４０の電力で熱交換器がオイル１６０を加熱するように制御部２９０を介して動作させる。また、油温が所定範囲を超える場合は、充電回路６３０は電力源６４０の電力で熱交換器がオイル１６０を冷却するように制御部２９０を介して動作させる。なお、油温が所定範囲内であれば、充電回路６３０は熱交換器を動作させない。そして、充電回路６３０はオイル１６０をポンプ１３０で循環させるように制御部２９０へ制御信号を出力する。

次に、充電回路６３０は油温を監視し、所定範囲に至れば熱交換器の動作を停止するように制御する。これにより、電池１５０は必要十分な充電性能が得られる状態となるので、充電回路６３０は電池１５０を充電するように電力源６４０の電力を出力する。

充電中も充電回路６３０は油温の監視を継続し、油温が所定範囲から外れると、油温に応じてオイル１６０を加熱もしくは冷却するように制御部２９０を介して熱交換器を動作させる。この動作を継続することにより、電池１５０は所定温度近傍の最適な温度環境下で充電される。

充電完了時に外部電源６１０を取り外した後は、オイル１６０が余熱を有しているので、車両使用時においても電池１５０は必要十分な充放電特性を維持できる。

このような構成、動作により、冷間時に電池１５０を昇温すること、および高温時に電池１５０を降温することが可能な冷却装置１００が実現できる。

なお、変形例５において、車両使用時の充放電に応じた電池１５０の昇温に対しては、図２または図６の構成と動作により、電池１５０を冷却することが可能となる。

（変形例６）
上記実施の形態では、電池オイルクーラ１２０により、オイル１６０が周囲温度近傍まで冷却される。しかし、電池１５０が外部電源で充電される構成を有するとともに、配管１４０の一部は制御部２９０により動作が制御される車載エアコンの空気吹き出し経路および車室内床下の少なくともいずれかに配置される構成を有し、車載エアコンによりオイル１６０の温度が所定範囲になるように制御してもよい。

これにより、電池１５０が外部電源により充電される際に、オイル１６０の温度は車載エアコンの設定温度（人体にとって心地よい温度であり、所定温度範囲に含まれる）の近傍となり、そのオイル１６０がポンプ１３０により電池ケース１１０内を循環するので、電池１５０が必要十分な充放電性能を発揮できる。

以下、変形例６について詳細を説明する。

図１７は、実施の形態における冷却装置の概略構成の他の例を示す図である。

なお、変形例６において、図２、図６、及び図１６と同じ構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

すなわち、変形例６の特徴となる構成は、変形例４の図１６に示す構成において、配管１４０の一部に設けたヒータ６５０を外すとともに、図１７に示すように、配管１４０の一部が車両１０における車室内の床下に配置したことである。変形例６では、配管１４０の一部が車室内床下を蛇行するように配置している。さらに、図１７の構成では、外部電源６１０の電力が充電コネクタ６２０を介して、車両１０に搭載されている車載エアコン７１０にも供給されるように、電力系配線が配される。加えて、車載エアコン７１０は制御部２９０とも接続される構成であるので、充電回路６３０は、制御部２９０へ車載エアコン７１０の制御信号を出力することにより、車載エアコン７１０を制御することができる。上記以外の構成は図１６と同じである。

次に、このような冷却装置１００の特徴となる動作について説明する。

車両非使用時に、外部電源６１０が充電コネクタ６２０により車両１０と接続されると、充電回路６３０は、電池１５０を充電する前に、電池１５０の現在の充電状態と温度センサ３１０の温度情報（油温）を制御部２９０から取り込む。充電回路６３０は電池１５０の充電状態情報から満充電であると判断すれば電池１５０の充電を行わない。

一方、電池１５０が満充電でなければ、充電回路６３０は油温が所定範囲（２０℃から５０℃まで）に入っていない場合に、充電回路６３０は制御部２９０に対して車載エアコン７１０を動作させる制御信号を出力する。これを受け、制御部２９０は車載エアコン７１０を動作させるように制御する。この際、車載エアコン７１０は一般に消費電力が大きいので、電力供給の安定性が得られる外部電源６１０により動作される構成としている。なお、車載エアコン７１０の設定温度は人体にとって心地よい温度となっているので、車室内の温度は設定温度になるように車載エアコン７１０によって制御される。そして、充電回路６３０はオイル１６０をポンプ１３０で循環させるように制御部２９０へ制御信号を出力する。このような動作により、オイル１６０は車室内床下を蛇行する配管１４０を循環する間に、車載エアコン７１０の設定温度近傍に至る。上記したように、設定温度は油温の所定範囲に含まれ、その設定温度に至ったオイル１６０が電池ケース１１０に供給されるので、電池１５０は必要十分な充放電特性が得られる状態となる。したがって、必要十分な電池１５０の充電を行うことが可能となる。

なお、油温が所定範囲内であれば、充電回路６３０は車載エアコン７１０を動作させず、ポンプ１３０のみを動作させる。

また、充電回路６３０は充電中に油温を監視し続け、油温が所定範囲から外れる期間が長ければ、油温が所定範囲内に至るように、制御部２９０を介して車載エアコン７１０の設定温度を一時的に可変するように制御する。すなわち、油温が所定範囲より高い期間が長ければ、充電回路６３０は車載エアコン７１０の設定温度を一時的に下げ、車室内を冷房するように制御する。一方、油温が所定範囲より低い期間が長ければ、充電回路６３０は車載エアコン７１０の設定温度を一時的に上げ、車室内を暖房するように制御する。そして、充電回路６３０は、油温が所定範囲内に至れば、車載エアコン７１０を停止するように制御する。この動作を継続することにより、電池１５０は設定温度近傍の最適な温度環境下で充電される。

この動作の結果、電池１５０の充電が完了し、運転者が外部電源６１０を取り外して車両を使用する際には、車載エアコン７１０の動作により車室内が予め設定温度になるように制御されているので、運転者にとって運転初期の段階から快適に運転を行うことができる。さらに、オイル１６０は設定温度近傍であるので、運転初期にもポンプ１３０を動作させ続けることにより、電池１５０は必要十分な充放電特性を維持できるとともに、オイル１６０に蓄熱されたエネルギで車室内を設定温度近傍に維持することができ、車載エアコン７１０を使用する頻度を減らすことができる。その結果、電池１５０の充電電力を、例えば車両走行用に活用することができ、車両１０の高効率化を図ることが可能となる。

このような構成、動作により、冷間時に電池１５０を昇温すること、および高温時に電池１５０を降温することが可能な冷却装置１００が実現できる。

なお、変形例６において、車両使用時の充放電に応じた電池１５０の昇温に対しては、図２または図６の構成と動作により、電池１５０を冷却することが可能となる。

また、図１７の構成では、配管１４０の一部が車室内床下を蛇行するように配置しているが、これは、車載エアコン７１０の空気吹き出し経路に配置されるようにしてもよい。この場合、車載エアコン７１０から吹き出される加熱された、もしくは冷却された空気が、直接、配管１４０に至るので、油温を素早く所定範囲に至らせることができる。

また、図１７の構成では、配管１４０の一部が車室内床下を蛇行するように配置しているが、これは蛇行する形状に限定されるものではなく、車室内の形状や大きさに応じて任意の形状で配置すればよい。ただし、できるだけ油温を設定温度に近づけるために、車室内床下における配管１４０は長いほうが望ましい。

また、配管１４０の一部は、車載エアコン７１０の空気吹き出し経路と、車室内床下の両方に配置される構成としてもよい。この場合、車載エアコン７１０の空気吹き出し部分と車室内床下部分の両方にオイル１６０が流れる構成となるので、より速く、精度良く、油温が所定範囲に入るように制御することが可能となる。

以上、一つまたは複数の態様に係る冷却装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、本実施の形態における変形例２と変形例３の構成を同時に備え、冷間始動時には変形例３の構成により早く電池１５０を昇温し、電池１５０の温度が安定した後は、変形例２の構成によりオイル１６０を逆流させて電池ケース１１０内の温度ムラを抑制するように制御してもよい。また、本実施の形態の構成と変形例１、２の構成に、変形例４〜６のいずれかの構成を同時に備えることにより、電池１５０を外部電源６１０で充電する際に、オイル１６０が充電に適する温度に制御され、必要十分な充電特性の基で電池１５０が充電される。そして、車両使用時には、充放電に伴い電池１５０が昇温しても、電池１５０を冷却することが可能となる。

本発明は、例えばハイブリッド車などの車両に利用可能である。

１０ 車両
１００ 冷却装置
１１０ 電池ケース
１１２ 仕切板
１１４ 孔
１２０ 電池オイルクーラ
１３０ ポンプ
１４０ 配管
１５０ 電池
１５２ バスバー
１６０ オイル
２１０ モータジェネレータ
２２０ エンジン
２３０ トルクコンバータ
２４０ 変速機
２５０ ディファレンシャルギア
２６０ 前輪
２７０ 後輪
２８０ インバータ
２９０ 制御部
３００ ポンプモータ
３１０ 温度センサ
４１０〜４４０，５１０〜５４０ 切り換え弁
５５０ エンジンオイルクーラ
６１０ 外部電源
６２０ 充電コネクタ
６３０ 充電回路
６４０ 電力源
６５０ ヒータ
７１０ 車載エアコン

本発明の一態様においては、電池ケースに収納された電池を、電池ケースの内部のオイルで冷却する冷却装置であって、オイルを冷却する電池オイルクーラと、オイルを循環させるポンプとを備え、電池ケース、電池オイルクーラ、およびポンプが環状になるように配管で接続され、オイルは、電池ケース、電池オイルクーラ、および配管の内部を循環するように、ポンプにより吐出され、ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、配管の一部は車室内床下を蛇行するように配置され、制御部は、外部電源で電池を充電中には、制御部により動作が制御される車載エアコンと前記ポンプを動作させ、車両の運転初期には、前記ポンプを動かすと共に前記車載エアコンの使用頻度を低減する。

Claims (14)

1. 電池ケースに収納された電池を、前記電池ケースの内部のオイルで冷却する冷却装置であって、
   前記オイルを冷却する電池オイルクーラと、
   前記オイルを循環させるポンプとを備え、
   前記電池ケース、電池オイルクーラ、およびポンプが環状になるように配管で接続され、
   前記オイルは、前記電池ケース、電池オイルクーラ、および配管の内部を循環するように、前記ポンプにより吐出される冷却装置。
2. 前記ポンプは、車両に搭載されるエンジンにより駆動する
   請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記電池オイルクーラは車両の前部に配される
   請求項1に記載の冷却装置。
4. 前記電池オイルクーラの入口には前記ポンプが前記配管により接続され、前記電池オイルクーラの出口には前記電池ケースが前記配管により接続される
   請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記ポンプは、電動式である
   請求項１に記載の冷却装置。
6. 前記ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、
   前記制御部は、
   前記電池ケースの、前記オイルの入口、出口、および前記電池ケースの内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、
   前記油温が所定範囲になるように、予め求めた前記油温と前記ポンプの回転数の関係から前記回転数を求め、
   前記回転数になるように前記ポンプを制御する
   請求項１に記載の冷却装置。
7. 前記ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、
   前記制御部は、前記ポンプの回転方向を逆転させることで、前記オイルが前記配管を流れる方向を逆転させる
   請求項１に記載の冷却装置。
8. 前記配管に設けた、前記電池ケースの、前記オイルの入口と出口を逆転させる切り換え弁と、
   前記切り換え弁と電気的に接続される制御部とを備え、
   前記制御部は、前記ポンプの動作中に前記切り換え弁を切り換える
   請求項１に記載の冷却装置。
9. 車両に搭載されるエンジンオイルクーラ、変速機オイルクーラ、およびパワーステアリングオイルクーラのいずれかの配管が、前記電池ケースと接続される切り換え弁を備え、
   前記ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、
   前記切り換え弁は前記制御部と電気的に接続され、
   前記制御部は、前記車両の冷間時に、前記電池ケースが前記エンジンオイルクーラ、変速機オイルクーラ、およびパワーステアリングオイルクーラのいずれかの配管と接続されるように前記切り換え弁を切り換える
   請求項１に記載の冷却装置。
10. 前記電池ケースの内部には、前記電池の上部に、孔を有する仕切板が設けられ、
    前記電池ケースの、前記オイルの入口、出口は、前記仕切板の位置より下側に配されるとともに、
    前記電池ケースの内部において、前記オイルは、前記電池ケースの底面から前記仕切板の位置まで導入される
    請求項１に記載の冷却装置。
11. 前記電池ケースにおける前記仕切板より上側の部分は、その少なくとも一部を透明、または半透明とした
    請求項１０に記載の冷却装置。
12. 前記ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、前記電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、前記配管に前記外部電源で動作するヒータを備え、
    前記制御部は、
    前記外部電源で前記電池を充電中に、前記電池ケースの、前記オイルの入口、出口、および前記電池ケースの内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、
    前記油温が所定油温より低ければ、前記ヒータを動作させて前記オイルを前記ポンプで循環させる
    請求項１に記載の冷却装置。
13. 前記ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、前記電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、前記配管に前記外部電源で動作する熱交換器を備え、
    前記制御部は、
    前記外部電源で前記電池を充電中に、前記電池ケースの、前記オイルの入口、出口、および前記電池ケースの内部の少なくとも１箇所に設けた温度センサの出力から得られる油温を求め、
    前記油温が所定範囲になるように、前記熱交換器を動作させて前記オイルを前記ポンプで循環させる
    請求項１に記載の冷却装置。
14. 前記ポンプは、制御部により動作が制御される電動式であり、前記電池は外部電源で充電される構成を有するとともに、前記配管の一部は前記制御部により動作が制御される車載エアコンの空気吹き出し経路および車室内床下の少なくともいずれかに配置され、
    前記制御部は、
    前記外部電源で前記電池を充電中に、前記車載エアコンと前記ポンプを動作させる
    請求項１に記載の冷却装置。

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