(57)【要約】【課題】複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐流路毎に制御することが可能な冷却システム等を提供する。【解決手段】冷却システムは、複数の冷却対象物を冷却するための冷却システムであって、冷媒が流れる共通流路と、共通流路に接続され、１以上の冷却対象物にそれぞれ冷媒を供給するための複数の分岐流路と、各々の分岐流路への冷媒の流入量を調節するための少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイスと、を備える。ＥＨＤ流量調整デバイスは、各々の分岐流路、或いは、共通流路と各々の分岐流路との分岐部又は共通流路のうち分岐部の下流側領域に設けられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷却対象物を冷却するための冷却システムであって、
冷媒が流れる共通流路と、
前記共通流路に接続され、１以上の前記冷却対象物にそれぞれ前記冷媒を供給するための複数の分岐流路と、
各々の前記分岐流路、或いは、前記共通流路と各々の前記分岐流路との分岐部又は前記共通流路のうち前記分岐部の下流側領域に設けられ、各々の前記分岐流路への前記冷媒の流入量を調節するための少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイスと、
を備える冷却システム。
【請求項２】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、前記冷媒の流量を増加させることを可能とする複数の電極を含む
請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの第１電極と、
少なくとも一つの第２電極と、
を含み、
前記第１電極は、前記第２電極よりも表面積が小さい、又は前記ＥＨＤ流量調整デバイスを通過する前記冷媒の流れ方向に沿った断面において、前記第２電極よりも曲率半径が小さい電極面を有する請求項１又は２に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記共通流路及び前記分岐流路は少なくとも一部がダクトによって構成され、
少なくとも一つの前記第２電極は、前記共通流路又は前記分岐流路の前記ダクトの壁面上に設けられ、
少なくとも一つの前記第１電極は、前記第２電極よりも前記ダクトの中心軸に近い位置に設けられる
請求項３に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、前記分岐部に設けられ、
少なくとも一つの前記第１電極は、前記共通流路内に配置され、
少なくとも一つの前記第２電極は、少なくとも部分的に前記分岐流路内に配置される
請求項３に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
前記共通流路又は前記分岐流路の流路内に配置され、流路に平行な形状の少なくとも一つの第１電極と、
前記共通流路又は前記分岐流路の流路内に配置され、流路に平行な形状の少なくとも一つの第２電極と、
を含む
請求項１乃至３の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの前記第１電極を正極として、少なくとも一つの前記第２電極を負極として、正の直流電圧を印加する電圧源を含み、
少なくとも一つの前記第１電極は、少なくとも一つの前記第２電極より上流側に位置する
請求項３乃至６の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの前記第１電極よりも上流側に位置する少なくとも一つの第３電極を含む
請求項３乃至７の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
前記電圧源と前記第１電極又は前記第２電極との接続を前記電圧源と前記第３電極との接続に切り替えるためのスイッチを含む
請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの第１電極と、
少なくとも一つの第２電極と、
少なくとも一つの前記第１電極を正極として、少なくとも一つの前記第２電極を負極として、正の直流電圧を印加する電圧源と、
を含み、
前記電圧源は、印加電圧の大きさを変化させることが可能な可変電圧源である
請求項１乃至９の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
複数の前記冷却対象物のうちそれぞれ一以上の前記冷却対象物の温度を計測する二つ以上の温度センサと、
二つ以上の前記温度センサの計測値に応じて、前記ＥＨＤ流量調整デバイスを制御するように構成された制御装置と、
を備える請求項１乃至１０の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１２】
冷却対象物である複数の電池モジュールと、
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の冷却システムと、
を備える電池システム。
【請求項１３】
冷媒が流れる共通流路と、前記共通流路から分岐して設けられて１以上の冷却対象物にそれぞれ前記冷媒を供給するための複数の分岐流路とを含む冷却システムを用いた冷却方法であって、
各々の前記分岐流路、或いは、前記共通流路と各々の前記分岐流路との分岐部又は前記共通流路のうち前記分岐部の下流側領域に設けられた少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイスにより、各々の前記分岐流路への前記冷媒の流入量を調節する調節ステップを備える
冷却方法。
【請求項１４】
一以上の前記冷却対象物の温度を計測する計測ステップと、
前記計測ステップの計測結果に基づいて、少なくとも一つの前記ＥＨＤ流量調整デバイスを制御する制御ステップと、
を備える
請求項１３に記載の冷却方法。
【請求項１５】
少なくとも一つの前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、複数の前記ＥＨＤ流量調整デバイスを含み、
前記冷却システムの制御方法の前記制御ステップでは、
複数の前記ＥＨＤ流量調整デバイスのうち第１デバイスを制御し、
前記第１デバイスの制御後、複数の前記ＥＨＤ流量調整デバイスのうち前記第１デバイスよりも下流側の前記分岐流路の流入量を調節するための第２デバイスを制御する
請求項１４に記載の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷却システム、電池システム及び冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の冷却対象物を冷却するための冷却システムが普及している。例えば、特許文献１には、複数の冷却対象物である単電池（二次電池）から構成される組電池（電池モジュール）に対し、冷媒の流路を蛇行するように設けて組電池を冷却する冷却システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２７４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数の冷却対象物を冷却する場合、それらに対して複数の分岐流路を介して並列に冷媒を供給する構成が考えられる。この場合、１以上の冷却対象物のそれぞれに対して均一な冷却を行うように冷媒の流量を分岐流路毎に制御できることが好ましい。特許文献１には、そのような構成が開示されていない。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐流路毎に制御することが可能な冷却システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る冷却システムは、
複数の冷却対象物を冷却するための冷却システムであって、
冷媒が流れる共通流路と、
前記共通流路に接続され、１以上の前記冷却対象物にそれぞれ前記冷媒を供給するための複数の分岐流路と、
各々の前記分岐流路、或いは、前記共通流路と各々の前記分岐流路との分岐部又は前記共通流路のうち前記分岐部の下流側領域に設けられ、各々の前記分岐流路への前記冷媒の流入量を調節するための少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイスと、
を備える。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、ＥＨＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｈｙｄｒｏ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）流量制御デバイスによって、複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐流路毎に制御することが可能となる。また、ＥＨＤ流量調整デバイスを使用しているため、弁体による流量調整に比べて振動や騒音が少ない。また、ＥＨＤ流量調整デバイスの電極の形状及び配置によっては、弁体とは異なり、上流側よりも下流側の流量を増加させることも可能であるため、細やかな制御が可能となる。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、前記冷媒の流量を増加させることを可能とする複数の電極を含む。
【０００９】
流路抵抗によって冷媒の流量を調整する場合、システム全体の冷媒の流量を減少させることになる。その結果、冷却効率が低下する虞がある。これに対し、上記（２）の構成によれば、システム全体の冷媒の流量を増加させることができる。そのため、冷却効率の低下を抑制できる。
【００１０】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの第１電極と、
少なくとも一つの第２電極と、
を含み、
前記第１電極は、前記第２電極よりも表面積が小さい、又は前記ＥＨＤ流量調整デバイスを通過する前記冷媒の流れ方向に沿った断面において、前記第２電極よりも曲率半径が小さい電極面を有する。
【００１１】
上記（３）の構成によれば、第１電極は、第２電極に比べて表面積又は曲率半径が小さいため、局所的に強い電界を生じやすくなる。これにより冷媒中にイオン化した分子を多く発生させてイオン風を効率よく生じさせることができる。そのため、電気流体力学現象による流量調整作用を向上させることが可能となる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記共通流路及び前記分岐流路は少なくとも一部がダクトによって構成され、
少なくとも一つの前記第２電極は、前記共通流路又は前記分岐流路の前記ダクトの壁面上に設けられ、
少なくとも一つの前記第１電極は、前記第２電極よりも前記ダクトの中心軸に近い位置に設けられる。
【００１３】
上記（４）の構成によれば、冷媒が直進方向に加速し、冷媒の流量を増加させることができる。
【００１４】
（５）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、前記分岐部に設けられ、
少なくとも一つの前記第１電極は、前記共通流路内に配置され、
少なくとも一つの前記第２電極は、少なくとも部分的に前記分岐流路内に配置される。
【００１５】
上記（５）の構成によれば、分岐流路に向かう冷媒の流量を増加させることができる。
【００１６】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか一つの構成において、
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
前記共通流路又は前記分岐流路の流路内に配置され、流路に平行な形状の少なくとも一つの第１電極と、
前記共通流路又は前記分岐流路の流路内に配置され、流路に平行な形状の少なくとも一つの第２電極と、
を含む。
【００１７】
上記（６）の構成によれば、冷媒の流量を効果的に増加させることができる。なお、複数の第１電極と複数の第２電極とを流路の径方向に並列に配置した構成とすれば、流路面積が大きい場合においても流量調整を容易に行うことが可能である。
【００１８】
（７）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（６）の何れか一つの構成において、
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの前記第１電極を正極として、少なくとも一つの前記第２電極を負極として、正の直流電圧を印加する電圧源を含み、
少なくとも一つの前記第１電極は、少なくとも一つの前記第２電極より上流側に位置する。
【００１９】
上記（７）の構成によれば、冷媒の流量を効果的に増加させることができる。
【００２０】
（８）幾つかの実施形態では、上記（３）乃至（７）の何れか一つの構成において、前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、少なくとも一つの前記第１電極よりも上流側に位置する少なくとも一つの第３電極を含む。
【００２１】
上記（８）の構成によれば、例えば、第１電極を正極として、第３電極を負極として、正の直流電圧を印加することにより、冷媒の流量を減少させることができる。
【００２２】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、前記電圧源と前記第１電極又は前記第２電極との接続を前記電圧源と前記第３電極との接続に切り替えるためのスイッチを含む。
【００２３】
上記（９）の構成によれば、冷媒の流量の増加と減少とをスイッチによって切り替えることが可能となる。
【００２４】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れか一つの構成において、
前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、
少なくとも一つの第１電極と、
少なくとも一つの第２電極と、
少なくとも一つの前記第１電極を正極として、少なくとも一つの前記第２電極を負極として、正の直流電圧を印加する電圧源と、
を含み、
前記電圧源は、印加電圧の大きさを変化させることが可能な可変電圧源である。
【００２５】
上記（１０）の構成によれば、印加電圧の大きさを制御又は操作して冷媒の流量を調整することが可能となる。
【００２６】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れか一つの構成において、冷却システムは、
複数の前記冷却対象物のうちそれぞれ一以上の前記冷却対象物の温度を計測する二つ以上の温度センサと、
二つ以上の前記温度センサの計測値に応じて、前記ＥＨＤ流量調整デバイスを制御するように構成された制御装置と、
を備える。
【００２７】
上記（１１）の構成によれば、二つ以上の温度センサのそれぞれが計測する一以上の冷却対象物の温度状況に応じて、冷却対象物に供給される冷媒の流量を制御することができる。
【００２８】
（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る電池システムは、
冷却対象物である複数の電池モジュールと、
上記（１）乃至（１１）の何れか一つに記載の冷却システムと、
を備える。
【００２９】
上記（１２）の構成によれば、上記（１）乃至（１１）の何れか一つに記載の冷却システムによって、一以上の電池モジュールを個別に冷却することができる。
【００３０】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係る冷却方法は、
冷媒が流れる共通流路と、前記共通流路から分岐して設けられて１以上の冷却対象物にそれぞれ前記冷媒を供給するための複数の分岐流路とを含む冷却システムを用いた冷却方法であって、
各々の前記分岐流路、或いは、前記共通流路と各々の前記分岐流路との分岐部又は前記共通流路のうち前記分岐部の下流側領域に設けられた少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイスにより、各々の前記分岐流路への前記冷媒の流入量を調節する調節ステップを備える。
【００３１】
上記（１３）の方法によれば、ＥＨＤ流量調整デバイスによって、複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐流路毎に制御することが可能となる。また、ＥＨＤ流量調整デバイスを使用しているため、弁体による流量調整に比べて振動や騒音が少ない。また、ＥＨＤ流量調整デバイスの電極の形状及び配置によっては、弁体とは異なり、上流側よりも下流側の流量を増加させることも可能であるため、細やかな制御が可能となる。
【００３２】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、冷却方法は、
一以上の前記冷却対象物の温度を計測する計測ステップと、
前記計測ステップの計測結果に基づいて、少なくとも一つの前記ＥＨＤ流量調整デバイスを制御する制御ステップと、
を備える。
【００３３】
上記（１４）の方法によれば、冷却対象物の温度状況に応じて、冷却対象物を冷却するために供給される冷媒の流量を制御することができる。
【００３４】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の方法において、
少なくとも一つの前記ＥＨＤ流量調整デバイスは、複数の前記ＥＨＤ流量調整デバイスを含み、
前記冷却システムの制御方法の前記制御ステップでは、
複数の前記ＥＨＤ流量調整デバイスのうち第１デバイスを制御し、
前記第１デバイスの制御後、複数の前記ＥＨＤ流量調整デバイスのうち前記第１デバイスよりも下流側の前記分岐流路の流入量を調節するための第２デバイスを制御する。
【００３５】
上流側の分岐流路の流入量を調節すると、それに付随して下流側の分岐流路の流入量が変化する。この点、上記（１５）の方法では、上流側の分岐流路の流入量を調節するための第１デバイスを制御してから下流側の分岐流路の流入量を調節するための第２デバイスを制御している。この場合、それぞれの流入量の調整のたびに発生し得るシステム全体の流量の不整合を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐流路毎に制御することが可能な冷却システム等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池システムの概略構成図である。
【図２Ａ】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの構成の増速作用を説明するための概略断面図である。
【図２Ｂ】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの構成の減速作用を説明するための概略断面図である。
【図３Ａ】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの構成の増速作用を説明するための概略断面図である。
【図３Ｂ】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの構成の減速作用を説明するための概略断面図である。
【図４Ａ】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの構成の増速作用を説明するための概略断面図である。
【図４Ｂ】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの構成の減速作用を説明するための概略断面図である。
【図５】一実施形態に係る冷却方法を示すフローチャートである。
【図６】一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイスの配置例を説明するための概念図である。
【００３８】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３９】
図１は、本発明の一実施形態に係る電池システム１００の概略構成図である。図１に示すように、電池システム１００は、複数の電池モジュール１と、複数の電池モジュール１を冷却するための冷却システム１０と、を備える。
【００４０】
電池モジュール１は、一つ以上の二次電池（セル）を含んで構成される。例えば、電池モジュール１は、ケースによってパッケージ化された４つの二次電池と、二次電池の内部の圧力が高い場合に内部の高温ガスを放出するための安全弁とを含む。
【００４１】
二次電池は、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池等である。複数の電池モジュール１は、例えば、棚状のラックに対して上下方向及び水平方向に配列される。電池モジュール１は、金属性の板状体によって直列又は並列に相互接続される。
【００４２】
図１では、複数の電池モジュール１は、一方向に隣接するように配列され、それらの列（モジュールグループＡ〜Ｅ）が互いに間隔を空けて配置されている。モジュールグループにおいて、複数の電池モジュール１は、それぞれ互いに壁によって隔てられていてもよい。なお、電池モジュール１の配置は、このような配置に限られず、設置場所や用途に応じて変形可能である。
【００４３】
なお、幾つかの実施形態では、冷却対象物は、二次電池を含む電池モジュール１である。しかし、冷却システム１０が冷却する冷却対象物は、二次電池に限られず、例えば、電力用半導体や回路基板、内燃機関等の発熱を伴う装置であってもよい。
【００４４】
冷却システム１０は、冷媒が流れる冷却ガス供給ライン２０と、冷媒の流量を調節するための少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイス５と、を備える。冷却システム１０は、冷却ガス供給ライン２０を介して複数の電池モジュール１のうち１以上の電池モジュール１に対して冷媒である冷却ガスを供給するように構成されている。なお、冷却対象物によっては、冷媒はガスではなく、液体であってもよい。
【００４５】
冷却ガス供給ライン２０は、例えば、管路やダクトから構成される。なお、冷却ガス供給ライン２０は、管路やダクトに限られず、複数の電池モジュール１を覆うように構成された筐体の内部空間や壁等によって構成される流路であってもよい。
【００４６】
冷却ガス供給ライン２０は、ヘッダダクト２２と、ヘッダダクト２２から分岐する複数の枝ダクト２４と、枝ダクト２４から分岐して各々の電池モジュール１に向かう複数の個別流路２６とを含む。冷却ガス供給ライン２０の枝ダクト２４は、電池モジュール１の配列方向（例えば、モジュールグループＡ〜Ｅの列方向）に沿って延在していてもよい。
【００４７】
冷却ガス供給ライン２０を流れる冷媒は、上流側に位置するヘッダダクト２２の分岐部３（３Ｂ）から複数の枝ダクト２４の分岐部３（３Ａ）のそれぞれに流入し、それらの枝ダクト２４からそれぞれ複数の個別流路２６に流入する。個別流路２６に流入した冷媒は、電池モジュール１の熱を奪った後に、排気ダクト（不図示）から排気される。排気された冷媒は、冷媒の供給源に戻って放熱した後、再びヘッダダクト２２に供給される。このように、冷却システム１０は、冷媒を循環させて電池モジュール１を冷却する。
【００４８】
図２Ａは、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ）の構成の増速作用を説明するための概略断面図である。図２Ｂは、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ）の構成の減速作用を説明するための概略断面図である。
【００４９】
図３Ａは、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｂ）の構成の増速作用を説明するための概略断面図である。図３Ｂは、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ）の構成の減速作用を説明するための概略断面図である。
【００５０】
図４Ａは、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｃ）の構成の増速作用を説明するための概略断面図である。図４Ｂは、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｃ）の構成の減速作用を説明するための概略断面図である。
【００５１】
ここで、冷却システム１０の冷却ガス供給ライン２０において、分岐部３（３Ａ，３Ｂ）の上流を共通流路３０として、分岐部３（３Ａ，３Ｂ）の下流を分岐流路３２として定義する。そうすると、冷却システム１０の冷却ガス供給ライン２０は、冷媒が流れる共通流路３０と、共通流路３０に接続され、１以上の冷却対象物にそれぞれ冷媒を供給するための複数の分岐流路３２と、を備えている。例えば、共通流路３０がヘッダダクト２２である場合、分岐流路３２は複数のモジュールグループＡ〜Ｅのそれぞれに向かって分岐する枝ダクト２４である。共通流路３０が枝ダクト２４である場合、分岐流路３２は複数の電池モジュール１に向かって分岐する個別流路２６である。
【００５２】
なお、図１では、複数の分岐流路３２には、それぞれ同じ数の電池モジュール１が冷却対象物として配置されている。例えば、枝ダクト２４に対して、１０個の電池モジュール１が配置され、個別流路２６に対して１個の電池モジュール１が配置されている。しかし、このような構成に限られず、分岐流路３２ごとに異なる数の電池モジュール１が配置されてもよい。例えば、複数の分岐流路３２は、４つの電池モジュール１と、２つの電池モジュール１と、１つの電池モジュール１とに冷媒を供給するものであってもよい。
【００５３】
ＥＨＤ流量調整デバイス５は、電気流体力学現象（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｈｙｄｒｏ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）によって流体である冷媒の速度を増減するように構成されている。具体的には、ＥＨＤ流量調整デバイス５は、流体が流れる流路に配置されている電極間に高電圧を印加して、一方の電極の付近において放電の電界によってイオン化した分子がクーロン力によって電気的に中性な分子に衝突して、他方の電極に向かわせる。このように、ＥＨＤ流量調整デバイス５は、イオン風を生じさせて、流体に対するポンプとして機能する。
【００５４】
ＥＨＤ流量調整デバイス５は、各々の分岐流路３２、或いは、共通流路３０と各々の分岐流路３２との分岐部３（３Ａ、３Ｂ）又は共通流路３０のうち分岐部３（３Ａ，３Ｂ）の下流側領域に設けられる。例えば、一実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５は、共通流路３０のうち分岐部３（３Ａ，３Ｂ）の下流側領域に設けられている。また、例えば、一実施形態では、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、共通流路３０と分岐流路３２との分岐部３（３Ａ、３Ｂ）において、ＥＨＤ流量調整デバイス５が設けられている。
【００５５】
また、複数のＥＨＤ流量調整デバイス５は、各々の分岐流路３２への冷媒の流入量を調節することが可能な位置に設けられていればよい。そのため、例えば、ＥＨＤ流量調整デバイス５は、分岐流路３２に設けられていてもよい。また、冷却システム１０は、複数のＥＨＤ流量調整デバイス５を備えている構成であってもよいし、一つのＥＨＤ流量調整デバイス５を備える構成であってもよい。
【００５６】
このような構成によれば、ＥＨＤ流量調整デバイス５によって、複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐部３（３Ａ、３Ｂ）又はその前後の位置で制御することが可能となる。これにより、分岐流路３２毎に分岐流路３２への流入量の制御をすることも可能となる。また、ＥＨＤ流量調整デバイス５を使用しているため、弁体による流量調整に比べて振動や騒音が少ない。また、ＥＨＤ流量調整デバイス５の電極の形状及び配置によっては、弁体とは異なり、上流側よりも下流側の流量を増加させることも可能であるため、細やかな制御が可能となる。
【００５７】
以下、ＥＨＤ流量調整デバイス５の具体的な構成例を説明する。
【００５８】
幾つかの実施形態では、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、冷媒の流量を増加させることを可能とする複数の電極を含む。例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ）は、第１電極１１（１１Ａ）、第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ）を含む。図３Ａ及び図３Ｂに示すＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｂ）は、第１電極１１（１１Ｂ）、第２電極１２（１２Ｃ、１２Ｄ）を含む。図４Ａ及び図４Ｂに示すＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｃ）は、第１電極１１（１１Ｃ）、第２電極１２（１２Ｅ）を含む。
【００５９】
流路抵抗によって冷媒の流量を調整する場合、システム全体の冷媒の流量を減少させることになる。その結果、冷却効率が低下する虞がある。これに対し、上記構成によれば、冷却システム１０全体の冷媒の流量を増加させることができる。そのため、冷却効率の低下を抑制できる。
【００６０】
幾つかの実施形態では、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ、５Ｂ）は、少なくとも一つの第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ）と、少なくとも一つの第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）と、を含む。また、第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）よりも表面積が小さい、又は前記ＥＨＤ流量調整デバイス５を通過する冷媒の流れ方向に沿った断面において、第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）よりも曲率半径が小さい電極面を有する。
【００６１】
例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂに示す例では、第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ）が点電極であるのに対し、第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、平板電極である。なお、第１電極１１は、点形状ではなく、針形状であってもよい。第２電極１２は平板形状ではなく、中心軸が冷媒の流れ方向に沿った筒形状であってもよい。なお、図４Ａ、図４Ｂでは、第１電極１１（１１Ｃ）は、第２電極１２（１２Ｅ）と同一の表面積を有する平板電極であるが、第１電極１１（１１Ｃ）は、第２電極１２（１２Ｅ）より表面積が小さい平板電極であってもよい。
【００６２】
このような構成によれば、第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）は、第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）に比べて表面積又は曲率半径が小さいため、局所的に強い電界を生じやすくなる。これにより冷媒中にイオン化した分子を多く発生させてイオン風を効率よく生じさせることができる。そのため、電気流体力学現象による流量調整作用を向上させることが可能となる。
【００６３】
幾つかの実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、冷却ガス供給ライン２０の共通流路３０及び分岐流路３２は少なくとも一部がダクトによって構成され、少なくとも一つの第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、共通流路３０又は分岐流路３２のダクトの壁面上に設けられ、少なくとも一つの第１電極１１（１１Ａ）は、第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ）よりもダクトの中心軸に近い位置に設けられていてもよい。かかる構成によれば、冷媒が直進方向に加速し、冷媒の流量を増加させることができる。
【００６４】
幾つかの実施形態では、例えば図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｂ）は、分岐部に設けられ、少なくとも一つの第１電極１１（１１Ｂ）は、共通流路３０内に配置され、少なくとも一つの第２電極１２（１２Ｃ、１２Ｄ）は、少なくとも部分的に分岐流路３２内に配置されていてもよい。かかる構成によれば、分岐流路３２に向かう冷媒の流量を増加させることができる。
【００６５】
幾つかの実施形態では、例えば図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ｃ）は、共通流路３０又は分岐流路３２の流路内に配置され、流路に平行な形状の少なくとも一つの第１電極１１（１１Ｃ）と、共通流路３０又は分岐流路３２の流路内に配置され、流路に平行な形状の少なくとも一つの第２電極１２（１２Ｅ）と、を含む。
【００６６】
流路に平行な形状は、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、流路に平行な平板形状である。なお、流路に平行な形状は、流路に平行な面を有する形状であればよく、棒形状、針形状、平板形状、円筒形状等であってもよい。
【００６７】
かかる構成によれば、冷媒の流量を効果的に増加させることができる。なお、複数の第１電極１１（１１Ｃ）と複数の第２電極１２（１２Ｅ）とを流路の径方向に並列に配置した構成とすれば、流路面積が大きい場合においても流量調整を容易に行うことが可能である。
【００６８】
幾つかの実施形態では、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、少なくとも一つの第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）を正極として、少なくとも一つの第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）を負極として、正の直流電圧を印加する電圧源Ｖを含んでいる。また、少なくとも一つの第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）は、少なくとも一つの第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）より上流側に位置する。
【００６９】
かかる構成によれば、正極となる第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）の周囲において、冷媒の中性子がイオン化し、それらが負極となる第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）に電界によって移動する。そのため、冷媒の流量を効果的に増加させることができる。
【００７０】
幾つかの実施形態では、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、少なくとも一つの第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）よりも上流側に位置する少なくとも一つの第３電極１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ）を含む。
【００７１】
かかる構成によれば、例えば、第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）を正極として、第３電極１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ）を負極として、正の直流電圧を印加することにより、冷媒の流量を減少させることができる。
【００７２】
幾つかの実施形態では、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、電圧源Ｖと第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）又は第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）との接続を電圧源Ｖと第３電極１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ）との接続に切り替えるためのスイッチＳＷを含む。この場合、冷媒の流量の増加と減少とをスイッチＳＷによって切り替えることが可能となる。
【００７３】
幾つかの実施形態では、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示す電圧源Ｖは、印加電圧の大きさを変化させることが可能な可変電圧源であってもよい。この場合、印加電圧の大きさを制御又は操作して冷媒の流量を調整することが可能となる。
【００７４】
幾つかの実施形態では、例えば、図１に示すように、冷却システム１０は、複数の電池モジュール１のうちそれぞれ一以上の電池モジュール１の温度を計測する二つ以上の温度センサ６と、二つ以上の温度センサ６の計測値に応じて、ＥＨＤ流量調整デバイス５を制御するように構成された制御装置４と、を備える。
【００７５】
かかる構成によれば、二つ以上の温度センサ６のそれぞれが計測する一以上の電池モジュール１の温度状況に応じて、それらの電池モジュール１に供給される冷媒の流量を制御することができる。
【００７６】
なお、制御装置４による制御は、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示す電圧源Ｖと第１電極１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）又は第２電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）との接続をスイッチＳＷによって電圧源Ｖと第３電極１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ）との接続に切り替えるスイッチング制御であってもよい。また、制御装置４による制御は、例えば、電圧源Ｖが可変電圧源である場合に、その印加電圧の大きさを変更する電圧制御であってもよい。このような制御により、例えば、温度の高い電池モジュール１に接続される分岐流路３２に対して流入量を増やすことが可能となる。
【００７７】
ここで、上記構成を有する冷却システム１０を用いた冷却方法を説明する。図５は、一実施形態に係る冷却方法を示すフローチャートである。
【００７８】
まず、温度センサ６は一以上の冷却対象物（例えば、電池モジュール１）の温度を計測する（ステップＳ１）。制御装置４は、温度センサ６の計測結果に基づいて、少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイス５を制御する（ステップＳ２）。少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイス５は、各々の分岐流路３２への冷媒の流入量を調節する（ステップＳ３）。
【００７９】
このように、本発明の少なくとも一実施形態に係る冷却方法は、例えば、図１及び図５に示すように、冷媒が流れる共通流路３０と、共通流路３０から分岐して設けられて１以上の電池モジュール１にそれぞれ冷媒を供給するための複数の分岐流路３２とを含む冷却システム１０を用いた冷却方法であって、各々の分岐流路３２、或いは、共通流路３０と各々の分岐流路３２との分岐部又は共通流路３０のうち分岐部の下流側領域に設けられた少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイス５により、各々の分岐流路３２への冷媒の流入量を調節する調節ステップを備えている。
【００８０】
かかる方法によれば、ＥＨＤ流量調整デバイス５によって、複数の冷却対象物を冷却するための冷媒の流量を分岐流路３２毎に制御することが可能となる。また、ＥＨＤ流量調整デバイス５を使用しているため、弁体による流量調整に比べて振動や騒音が少ない。また、ＥＨＤ流量調整デバイス５の電極の形状及び配置によっては、弁体とは異なり、上流側よりも下流側の流量を増加させることも可能であるため、細やかな制御が可能となる。
【００８１】
幾つかの実施形態では、図５に示すように、冷却方法は、一以上の冷却対象物（例えば電池モジュール１）の温度を計測する計測ステップと、計測ステップの計測結果に基づいて、少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイス５を制御する制御ステップと、を備える。
【００８２】
かかる方法によれば、冷却対象物の温度状況に応じて、冷却対象物を冷却するために供給される冷媒の流量を制御することができる。
【００８３】
幾つかの実施形態では、上記の冷却方法において、少なくとも一つのＥＨＤ流量調整デバイス５は、複数のＥＨＤ流量調整デバイス５を含み、冷却システム１０の制御方法の制御ステップでは、複数のＥＨＤ流量調整デバイス５のうち第１デバイスを制御し、第１デバイスの制御後、複数のＥＨＤ流量調整デバイス５のうち第１デバイスよりも下流側の分岐流路３２の流入量を調節するための第２デバイスを制御してもよい。
【００８４】
上流側の分岐流路３２の流入量を調節すると、それに付随して下流側の分岐流路３２の流入量が変化する。この点、上記の冷却方法では、上流側の分岐流路３２の流入量を調節するための第１デバイスを制御してから下流側の分岐流路３２の流入量を調節するための第２デバイスを制御している。この場合、それぞれの流入量の調整のたびに発生し得る冷却システム１０全体の流量の不整合を低減することが可能となる。
【００８５】
図６は、一実施形態に係るＥＨＤ流量調整デバイス５の配置例を説明するための概念図である。この図では、ＥＨＤ流量調整デバイス５を模式的な記号で示し、記号の大きさがＥＨＤ流量調整デバイス５によって生じる差圧の大きさであり、三角の向きが差圧の向きを示している。
【００８６】
図６に示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５は、冷却ガス供給ライン２０の分岐流路３２と、共通流路３０と各々の分岐流路３２との分岐部と、共通流路３０のうち分岐部の下流側領域との何れかに設けられる。ＥＨＤ流量調整デバイス５が形成する差圧の向きと大きさは、印加電圧の極性と大きさによって変更可能である。
【００８７】
そのため、図６に示すように、ＥＨＤ流量調整デバイス５の差圧を流路の上流側から下流側に向かう方向にして冷媒を増速させることも可能であるし、ＥＨＤ流量調整デバイス５の差圧を流路の下流側から上流側に向かう方向にして冷媒を減速させることも可能である。このように、複数のＥＨＤ流量調整デバイス５を冷却システム１０に設けることにより、各位置の流量すなわち分岐流路３２への流入量を調整することが可能である。
【００８８】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００８９】
例えば、幾つかの実施形態において、電圧源Ｖは、直流電圧の電圧源である。しかし、電圧源Ｖは、交流電圧の電圧源であってもよい。また、電圧源Ｖの極性及び電極の配置は、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  電池モジュール
３  分岐部
４  制御装置
５  ＥＨＤ流量調整デバイス
６  温度センサ
１０  冷却システム
１１  第１電極
１２  第２電極
１３  第３電極
２０  冷却ガス供給ライン
２２  ヘッダダクト
２４  枝ダクト
２６  個別流路
３０  共通流路
３２  分岐流路
１００  電池システム
ＳＷ  スイッチ
Ｖ  電圧源
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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