(57)【要約】【課題】車両に搭載された電池を冷却する際の安全性を高めることができる冷却設備、車載冷却装置及び冷却システムを提供する。【解決手段】冷却設備は、車両に搭載された電池セル１１を冷却する設備冷却システム７１と、設備冷却システム７１の動作制御を行うコントローラ７５とを有している。設備冷却システム７１は、冷凍サイクルの冷媒を循環させる冷凍設備回路７２と、冷却水を循環させる水冷設備回路７３とを有している。車両６０には、電池セル１１の冷却に用いられる車外側チラー４６を含んで構成された車載コネクタ６５が搭載され、冷却設備７０は、水冷設備回路７３のチラー冷却部９３を含んで構成された設備コネクタ１００を有している。これら車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とは互いに接続可能になっており、互いに接続された状態でチラー冷却部９３が車外側チラー４６との熱交換によりこの車外側チラー４６を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池（１１）及び前記電池を冷却する車載熱交換部（４６，１２１）を搭載した車両（６０）について、前記車載熱交換部を介して前記電池の冷却を行う冷却設備（７０）であって、
前記車載熱交換部を有し前記車両に搭載された車載コネクタ（６５）に着脱可能に接続される設備コネクタ（１００）を備え、
前記設備コネクタは、
前記設備コネクタと前記車載コネクタとが互いに接続された状態で前記車載熱交換部との熱交換により前記車載熱交換部を冷却する設備熱交換部（９３）を有している、冷却設備。
【請求項２】
前記設備熱交換部を冷却する冷媒を前記設備熱交換部に送る設備ポンプ（９２）を備えている請求項１に記載の冷却設備。
【請求項３】
前記設備ポンプは、前記冷媒として水を前記設備熱交換部に送る、請求項２に記載の冷却設備。
【請求項４】
前記設備ポンプの運転状態を制御する設備制御部（７５）を備えている請求項２又は３に記載の冷却設備。
【請求項５】
前記設備制御部は、
前記電池の充電が第１充電モードで行われている場合に、前記設備熱交換部に対する前記冷媒の供給量を第１設備値に設定する第１設備設定部（Ｓ１０６）と、
充電に伴う前記電池の発熱量が前記第１充電モードに比べて大きくなる第２充電モードで前記電池の充電が行われている場合に、前記設備熱交換部に対する前記冷媒の供給量を前記第１設備値に比べて大きい第２設備値に設定する第２設備設定部（Ｓ１０４）と、
を有している、請求項４に記載の冷却設備。
【請求項６】
前記設備熱交換部を有し、前記設備熱交換部との熱交換により前記設備熱交換部を冷却する第１設備冷媒を循環させる第１設備回路（７３）と、
冷凍サイクルの冷媒であって前記第１設備冷媒との熱交換により前記第１設備冷媒を冷却する冷媒である第２設備冷媒を循環させる第２設備回路（７２）と、
を備えている請求項１〜５のいずれか１つに記載の冷却設備。
【請求項７】
前記設備コネクタは、前記車載コネクタに対する相対的な姿勢として、前記設備コネクタの中心線である設備中心線（ＣＬ２）が前記車載コネクタの中心線（ＣＬ１）に平行な第１姿勢と、前記第１姿勢に対して前記設備中心線を回転軸として所定角度だけ回転させた第２姿勢との両方で前記車載コネクタに接続可能である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の冷却設備。
【請求項８】
前記設備熱交換部は、
前記設備コネクタの中心線（ＣＬ２）に沿って延びた複数の延出部（９３ｂ）を有しており、前記設備コネクタと前記車載コネクタとが互いに接続された状態で前記延出部を介して前記車載熱交換部との熱交換を行う、請求項１〜７のいずれか１つに記載の冷却設備。
【請求項９】
前記延出部の内部には、前記設備熱交換部を冷却する冷媒が流れる通路部（１０３ｂ）が設けられている、請求項８に記載の冷却設備。
【請求項１０】
電池（１１）と共に車両（６０）に搭載され、前記電池を冷却する車載冷却装置（２０）であって、
所定の外部設備（７０）が有する設備コネクタ（１００）に着脱可能に接続される車載コネクタ（６５）と、
を備え、
前記車載コネクタは、
前記車載コネクタと前記設備コネクタとが互いに接続された状態で、前記設備コネクタが有する設備熱交換部（９３）との熱交換により冷却されて前記電池を冷却する車載熱交換部（４６，１２１）、を有している車載冷却装置。
【請求項１１】
前記車載熱交換部を冷却する冷媒を前記車載熱交換部に送る車載ポンプ（４７）を備えている請求項１０に記載の車載冷却装置。
【請求項１２】
前記車載ポンプは、前記冷媒として水を前記車載熱交換部に送る請求項１１に記載の車載冷却装置。
【請求項１３】
前記車載ポンプの運転状態を制御する車載制御部（６４）を備えている請求項１１又は１２に記載の車載冷却装置。
【請求項１４】
前記車載制御部は、
前記電池の充電が行われていない場合に、前記車載熱交換部に対する前記冷媒の供給量を第１車載値に設定する第１車載設定部（Ｓ２０２）と、
前記電池の充電が行われている場合に、前記車載熱交換部に対する前記冷媒の供給量を第１車載値に比べて大きい第２車載値に設定する第２車載設定部（Ｓ２０３）と、
を有している、請求項１３に記載の車載冷却装置。
【請求項１５】
前記車載熱交換部を有し、前記車載熱交換部との熱交換により冷却される第１車載冷媒を循環させる第１車載回路（２５）と、
冷凍サイクルの冷媒であって前記第１車載冷媒との熱交換により前記第１車載冷媒を冷却する冷媒である第２車載冷媒を循環させる第２車載回路（２１）と、
を備えている請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の車載冷却装置。
【請求項１６】
冷媒として第１車載冷媒を循環させる第１車載回路（２５）と、
前記車載熱交換部を有し、前記車載熱交換部との熱交換により冷却され且つ前記第１車載冷媒との熱交換により前記第１車載冷媒を冷却する冷媒であって、冷凍サイクルの冷媒である第２車載冷媒を循環させる第２車載回路（２１）と、
を備えている請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の車載冷却装置。
【請求項１７】
前記車載コネクタは、前記設備コネクタに対する相対的な姿勢として、前記車載コネクタの中心線である車載中心線（ＣＬ１）が前記設備コネクタの中心線（ＣＬ２）に平行な第１姿勢と、前記第１姿勢に対して前記車載中心線を回転軸として所定角度だけ回転させた第２姿勢との両方で前記設備コネクタに接続可能である、請求項１０〜１６のいずれか１つに記載の車載冷却装置。
【請求項１８】
前記車載熱交換部は、
前記車載コネクタの中心線に沿って延びた複数の延出部（４６ｂ）を有しており、前記車載コネクタと前記設備コネクタとが互いに接続された状態で前記延出部を介して前記設備熱交換部との熱交換を行う、請求項１０〜１７のいずれか１つに記載の車載冷却装置。
【請求項１９】
前記延出部の内部には、前記車載熱交換部を冷却する冷媒が流れる通路部（６８ｂ）が設けられている、請求項１８に記載の車載冷却装置。
【請求項２０】
車両（６０）に搭載された電池（１１）を冷却する冷却システム（９５）であって、
前記車両に搭載された第１コネクタ（６５）と、
所定の外部設備（７０）に設けられ、前記第１コネクタに着脱可能に接続される第２コネクタ（１００）と、
を備え、
前記第１コネクタは、
前記電池を冷却する第１熱交換部（４６，１２１）を有しており、
前記第２コネクタは、
前記第１コネクタと前記第２コネクタとが互いに接続された状態で、前記第１熱交換部との熱交換により前記第１熱交換部を冷却する第２熱交換部（９３）を有している、冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、冷却設備、車載冷却装置及び冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の充電時に車載の電池を冷却する冷却設備として、特許文献１には、電池を冷却するための冷媒を車両の内部に供給する冷却設備が開示されている。この冷却設備は、車両に冷媒を供給するための冷媒供給用プラグを有しており、この冷媒供給用プラグが車載の冷媒導入部に装着されることで冷却設備から車両の内部に冷媒が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−４６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、冷媒供給用プラグを車載の冷媒導入部に装着する場合に冷媒が外部に漏れ出すことが考えられる。冷媒が外部に漏れ出すと、冷媒が可燃性であることなどにより冷却設備による電池の冷却に際して安全性が低下することが懸念される。
【０００５】
本開示の主な目的は、車両に搭載された電池を冷却する際の安全性を高めることができる冷却設備、車載冷却装置及び冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、１つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
開示された第１の態様は、
電池（１１）及び電池を冷却する車載熱交換部（４６，１２１）を搭載した車両（６０）について、車載熱交換部を介して電池の冷却を行う冷却設備（７０）であって、
車載熱交換部を有し車両に搭載された車載コネクタ（６５）に着脱可能に接続される設備コネクタ（１００）を備え、
設備コネクタは、
設備コネクタと車載コネクタとが互いに接続された状態で車載熱交換部との熱交換により車載熱交換部を冷却する設備熱交換部（９３）を有している、冷却設備である。
【０００８】
第１の態様によれば、ユーザが冷却設備の設備コネクタを車載コネクタに接続した場合に、設備コネクタの設備熱交換部と車載コネクタの車載熱交換部との熱交換により車載熱交換部が冷却されて車両の電池が冷却される。この構成では、設備熱交換部と車載熱交換部との間で冷媒等の流体が移動することなく熱交換が行われるため、冷却設備と車両との間で流体を移動させる必要がない。このため、流体が外部に漏れ出すということを抑制できる。したがって、冷却設備により車両の電池を冷却する際の安全性を高めることができる。
【０００９】
第２の態様は、
電池（１１）と共に車両（６０）に搭載され、電池を冷却する車載冷却装置（２０）であって、
所定の外部設備（７０）が有する設備コネクタ（１００）に着脱可能に接続される車載コネクタ（６５）と、
を備え、
車載コネクタは、
車載コネクタと設備コネクタとが互いに接続された状態で、設備コネクタが有する設備熱交換部（９３）との熱交換により冷却されて電池を冷却する車載熱交換部（４６，１２１）、を有している車載冷却装置である。
【００１０】
第２の態様によれば、ユーザが冷却設備の設備コネクタを車載コネクタに接続した場合に、設備コネクタの設備熱交換部と車載コネクタの車載熱交換部との熱交換により車載熱交換部が冷却され、車載熱交換部により車両の電池が冷却される。したがって、上記第１の態様と同様の効果を奏することができる。
【００１１】
第３の態様は、
車両（６０）に搭載された電池（１１）を冷却する冷却システム（９５）であって、
車両に搭載された第１コネクタ（６５）と、
所定の外部設備（７０）に設けられ、第１コネクタに着脱可能に接続される第２コネクタ（１００）と、
を備え、
第１コネクタは、
電池を冷却する第１熱交換部（４６，１２１）を有しており、
第２コネクタは、
第１コネクタと第２コネクタとが互いに接続された状態で、第１熱交換部との熱交換により第１熱交換部を冷却する第２熱交換部（９３）を有している、冷却システムである。
【００１２】
第３の態様によれば、ユーザが第２コネクタを車載の第１コネクタに接続した場合に、第２コネクタの第２熱交換部と第１コネクタの第１熱交換部との熱交換により車載の第１熱交換部が冷却され、第１熱交換部により車両の電池が冷却される。したがって、上記第１の態様と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における冷却システムの構成を示す図。
【図２】冷却設備の構成を示す概略図。
【図３】車載コネクタと設備コネクタとが接続された状態を示す断面図。
【図４】車載コネクタ及び設備コネクタの各構成を示す断面図。
【図５】設備冷却処理の手順を示すフローチャート。
【図６】車載冷却処理の手順を示すフローチャート。
【図７】第２実施形態における冷却システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１５】
（第１実施形態）
図１に示す電池パック１０は、ハイブリッド自動車等の車両６０（図２参照）に搭載されている。この車両６０には、走行駆動源としてモータ及び内燃機関の両方が搭載されており、電池パック１０はモータに電力を供給する。電池パック１０は、電力を蓄える電池セル１１と、電池セル１１を収容したパックケース１２（図２参照）とを有している。電池セル１１は、ニッケル水素２次電池や、リチウムイオン２次電池、有機ラジカル電池等の２次電池である。電池パック１０は電池セル１１を複数有しており、これら電池セル１１は互いに電気的に接続されている。電池パック１０においては、複数の電池セル１１を有する組電池がパックケース１２の内部に複数設置されている。なお、電池セル１１が電池に相当し、パックケース１２がケース体に相当する。
【００１６】
電池パック１０は、電池セル１１の温度を検出する電池温度センサ１３を有している。電池温度センサ１３は、複数の電池セル１１のうち少なくとも１つの電池セル１１に取り付けられている。なお、電池温度センサ１３は、パックケース１２に取り付けられていてもよい。この場合、電池温度センサ１３は、パックケース１２の内部温度を電池セル１１の温度として検出することが可能になっている。
【００１７】
車両６０には、冷媒を用いて車室や電池を冷却する車載冷却システム２０が搭載されている。車載冷却システム２０は、冷凍サイクルの冷媒を用いている冷凍車載回路２１と、水（以下、冷却水とも言う）を冷媒として用いている水冷車載回路２５とを有している。なお、車載冷却システム２０が車載冷却装置に相当し、冷凍車載回路２１が第２車載回路に相当し、冷凍車載回路２１の冷媒が第２車載冷媒に相当する。水冷車載回路２５が第１車載回路に相当し、水冷車載回路２５の冷却水が第１車載冷媒に相当する。また、車載冷却システム２０を車載冷却回路と称することもできる。
【００１８】
冷凍車載回路２１は、車室内の空調として冷房を行うことや、水冷車載回路２５の冷却水を冷却することが可能になっている。冷凍車載回路２１は、車室内の空気を冷やす車室用回路２２と、パックケース１２内の空気を冷やすパック用回路２３と、これら車室用回路２２及びパック用回路２３の両方に接続された共通回路２４とを有している。
【００１９】
冷凍車載回路２１は、コンプレッサ３１、コンデンサ３２、電磁弁３３ａ，３３ｂ、エキスパンションバルブ３４ａ，３４ｂ、熱交換器３５ａ，３５ｂを有している。
【００２０】
コンプレッサ３１は、冷媒を圧縮することで冷媒の圧力及び温度を上昇させる電動式の圧縮機である。また、コンプレッサ３１は、冷凍車載回路２１において冷媒を循環させる循環ポンプとしての機能を有している。
【００２１】
コンデンサ３２は、冷媒の熱を放出することで冷媒を凝縮する凝縮器である。熱交換器３５ａ，３５ｂは、液相の冷媒を膨張させることで蒸発させるエバポレータ等の蒸発器である。冷媒は、コンプレッサ３１において気相から液相に相変化し、熱交換器３５ａ，３５ｂにおいて液相から気相に相変化する。熱交換器３５ａ，３５ｂは、熱交換によって冷却対象を冷却する冷却用の熱交換部であり、コンデンサ３２は、熱交換器３５ａ，３５ｂで吸熱した冷媒の熱を外部に放出するための放熱用の熱交換部であり、放熱部に相当する。
【００２２】
電磁弁３３ａ，３３ｂは、コンデンサ３２と熱交換器３５ａ，３５ｂとの間に設けられた高圧の遮断弁であり、熱交換器３５ａ，３５ｂへの冷媒の供給を停止することが可能になっている。エキスパンションバルブ３４ａ，３４ｂは、電磁弁３３ａ，３３ｂと熱交換器３５ａ，３５ｂとの間に設けられ、熱交換器３５ａ，３５ｂに流れ込む冷媒を膨張させる膨張弁である。
【００２３】
また、冷凍車載回路２１は、レシーバ３６及び圧力センサ３７を有している。レシーバ３６は、コンデンサ３２に対して設けられ、コンデンサ３２から熱交換器３５ａ，３５ｂに供給される冷媒を一時的に貯留することが可能になっている。圧力センサ３７は、コンデンサ３２から熱交換器３５ａ，３５ｂに供給される冷媒の圧力を検出する。
【００２４】
車室用回路２２は、車室用電磁弁３３ａ、車室用エキスパンションバルブ３４ａ、及び車室用熱交換器３５ａを含んで構成されている。パック用回路２３は、パック用電磁弁３３ｂ、パック用エキスパンションバルブ３４ｂ、及びパック用熱交換器３５ｂを含んで構成されている。車室用回路２２とパック用回路２３とは、共通回路２４に対して並列に接続されている。この構成では、電磁弁３３ａ，３３ｂの開閉動作により、コンデンサ３２からの冷媒の供給先として車室用熱交換器３５ａ及びパック用熱交換器３５ｂの少なくとも一方が選択される。
【００２５】
電池パック１０のパックケース１２には、パック用回路２３のうち、パック用エキスパンションバルブ３４ｂ及びパック用熱交換器３５ｂが設置されている。電池パック１０がパック用エキスパンションバルブ３４ｂ及びパック用熱交換器３５ｂを有している。
【００２６】
車両６０には、車室の空調を行う空調装置が搭載されており、この空調装置は、車室用回路２２のうち車室用エキスパンションバルブ３４ａ及び車室用熱交換器３５ａを含んで構成された空調ユニット４０を有している。空調ユニット４０は、例えばＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）であり、車両６０に搭載されたインストルメントパネルの内部に設けられている。空調ユニット４０は、車室用エキスパンションバルブ３４ａや車室用熱交換器３５ａを収容するユニットケース４１と、このユニットケース４１に設置された車室用送風部３８と、車室用熱交換器３５ａの温度を検出するエバポ温度センサ３９とを有している。車室用送風部３８は、電動式のモータ及びファンを有しており、車室用熱交換器３５ａにより冷却された空気を冷風として車室内に送り出すことが可能になっている。
【００２７】
車載の空調装置は、車室内の暖房を行う暖房回路５０を有している。暖房回路５０は、エンジン冷却水により冷媒を加熱するヒータコア５１や、ヒータコア５１により加熱される冷媒を更に加熱するヒータ部、暖房回路５０において冷媒を循環させる循環ポンプを有している。暖房回路５０のうちヒータコア５１は空調ユニット４０のユニットケース４１内に設置されている。
【００２８】
車両６０においては、車体としての車両ボディ６１により車室が区画されており、車室の前方にエンジンルームが形成されている。共通回路２４は、インストルメントパネルの内部やエンジンルームなど車室の前方に設けられている。例えば、コンデンサ３２は、エンジンルームにおいて外気に触れる状態でフロントグリルの後方に設けられている。電池パック１０は、前輪６２ａと後輪６２ｂとの間において、車両ボディ６１の下方に露出した状態で車両ボディ６１に対して取り付けられている。パックケース１２は、上下に薄い扁平状の箱体であり、平面視で矩形状になっている。パックケース１２は、樹脂材料等により形成されている。
【００２９】
水冷車載回路２５は、車内側チラー４５、車外側チラー４６、車載ポンプ４７及び電池冷却部４８を有している。水冷車載回路２５の冷却水は、これらチラー４５，４６、車載ポンプ４７及び電池冷却部４８を通過するように循環する。
【００３０】
車内側チラー４５は、冷凍車載回路２１のパック用熱交換器３５ｂとの熱交換が可能な状態で設けられており、パック用熱交換器３５ｂにより冷却される。パック用熱交換器３５ｂ及び車内側チラー４５を介して冷凍車載回路２１の冷媒と水冷車載回路２５の冷却水との間で熱交換が行われた場合、冷凍車載回路２１の冷媒により水冷車載回路２５の冷却水が冷却される。車内側チラー４５は、冷却水を冷却する冷却部であり、車載冷却部に相当する。
【００３１】
車載ポンプ４７は、冷却水を車外側チラー４６に送る電動式のポンプであり、水冷車載回路２５において冷却水を循環させる。車載ポンプ４７は、冷却水の単位時間当たりの供給量を変更可能になっている。本実施形態では、この単位時間当たりの供給量を単に供給量や循環量とも称する。車載ポンプ４７は、パック用熱交換器３５ｂを流れる冷媒と車内側チラー４５を流れる冷却水とが対向流になる向きに冷却水を供給する。なお、パック用熱交換器３５ｂを流れる冷媒と車内側チラー４５を流れる冷却水とは、並行流や直交流になっていてもよい。
【００３２】
電池冷却部４８は、冷却水が流れる通路を形成する配管等の通路形成部であり、熱伝導性を有している。電池冷却部４８は、電池セル１１との熱交換が可能な状態で設けられており、冷却水と電池セル１１との熱交換を行わせることで電池セル１１を冷却する。電池冷却部４８は複数設けられており、各電池冷却部４８は、それぞれ少なくとも１つの電池セル１１との間で熱交換が行われる位置に設けられている。
【００３３】
車外側チラー４６は、冷却水を冷却する冷却部であり、車載熱交換部及び第１熱交換部に相当する。車外側チラー４６は、水冷車載回路２５において電池冷却部４８と車内側チラー４５との間に設けられている。冷却水は、電池冷却部４８を通過した後、車外側チラー４６を通って車内側チラー４５に到達する。このように、冷却水は、電池冷却部４８にて温度上昇した後、車外側チラー４６にて冷却され、その後、更に車内側チラー４５にて冷却される。
【００３４】
車載冷却システム２０は、電池冷却部４８に供給される冷却水を冷却する車載冷却ユニット５５を有している。車載冷却ユニット５５は、水冷車載回路２５の一部とパック用回路２３の一部とにより構成されている。具体的には、車載冷却ユニット５５は、少なくとも車内側チラー４５、車外側チラー４６、車載ポンプ４７、パック用エキスパンションバルブ３４ｂ及びパック用熱交換器３５ｂを含んで構成されている。車載冷却ユニット５５は、これら車内側チラー４５、車外側チラー４６、車載ポンプ４７及びパック用熱交換器３５ｂがユニット化されることで形成されており、電池セル１１やパックケース１２と共に車両６０に搭載されている。
【００３５】
なお、電池パック１０には、車載冷却ユニット５５、電池パック１０、電池冷却部４８及び電池温度センサ１３が含まれている。ただし、車載冷却ユニット５５の車外側チラー４６は、パックケース１２には収容されておらず、後述する車載コネクタ６５に含まれた状態でパックケース１２から離間した位置に配置されている。
【００３６】
車両６０は、商用電力等の外部電力が供給される受電部としてのインレット部を有している。インレット部は、車両ボディ６１の後端寄りの位置に設けられており、インレット部を介して電池セル１１に供給された電力により電池セル１１の充電が行われる。インレット部は、車載コネクタ６５に近い位置に配置されている。
【００３７】
車両６０には、電池パック１０の充電状態の管理や、水冷車載回路２５の動作制御、空調ユニット４０による空調状態の制御などを行う制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）６４を有している。ＥＣＵ６４は、少なくとも１つのプロセッサ、記憶装置、入出力インターフェースを含む電子回路である。プロセッサは、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行する演算回路である。記憶装置は、例えば半導体メモリ等によって提供され、プロセッサによって読み取り可能なコンピュータプログラム及びデータを非一時的に格納するための非遷移的実体的記憶媒体である。
【００３８】
ＥＣＵ６４は、車載冷却システム２０に電気的に接続されており、冷凍車載回路２１の動作制御と水冷車載回路２５の動作制御とを個別に行うことが可能になっている。ＥＣＵ６４は、例えば、水冷車載回路２５のアクチュエータとして車載ポンプ４７に電気的に接続されており、指令信号を出力することで車載ポンプ４７の運転状態を制御する。ＥＣＵ６４は、電池セル１１を冷却する車載冷却処理を行う機能を有しており、車載制御部に相当する。
【００３９】
電池セル１１の充電が行われている場合、電池セル１１等にて熱が発生して電池セル１１や電池パック１０の温度が過剰に上昇することがある。これに対して、図１、図２に示す冷却設備７０は、屋外や屋内に設置されており、電池セル１１の充電が行われる場合に車両６０の冷却を行うことが可能になっている。冷却設備７０は、車載の車外側チラー４６を介して電池セル１１を冷却する設備冷却システム７１と、この設備冷却システム７１の動作制御を行うコントローラ７５とを有している。冷却設備７０は、地面や床面等の駐車面Ｇに駐車された車両６０を対象として電池セル１１の冷却を行い、外部設備に相当する。なお、設備冷却システム７１を設備冷却回路と称することもできる。
【００４０】
図１に示すように、設備冷却システム７１は、冷凍サイクルの冷媒を用いている冷凍設備回路７２と、水（以下、冷却水とも言う）を冷媒として用いている水冷設備回路７３とを有している。冷凍設備回路７２は、水冷設備回路７３の冷却水を冷却することで車外側チラー４６を冷却する。なお、冷凍設備回路７２が第２設備回路に相当し、冷凍設備回路７２の冷媒が第２設備冷媒に相当する。また、水冷設備回路７３が第１設備回路に相当し、水冷設備回路７３の冷却水が第１設備冷媒に相当する。
【００４１】
冷凍設備回路７２は、コンプレッサ８１、コンデンサ８２、電磁弁８３、エキスパンションバルブ８４、設備熱交換器８５を有している。冷凍設備回路７２は、基本的に冷凍車載回路２１のうち車載のパック用回路２３及び共通回路２４と同様の構成になっている。
【００４２】
コンプレッサ８１は、車載のコンプレッサ３１と同様に、冷媒を圧縮することで冷媒の圧力及び温度を上昇させる電動式の圧縮機である。また、コンプレッサ８１は、冷凍設備回路７２において冷媒を循環させる循環ポンプとしての機能を有している。
【００４３】
コンデンサ８２は、車載のコンデンサ３２と同様に、冷媒の熱を放出することで冷媒を凝縮する凝縮器である。設備熱交換器８５は、液相の冷媒を膨張させることで蒸発させるエバポレータ等の蒸発器である。冷媒は、コンプレッサ８１において気相から液相に相変化し、設備熱交換器８５において液相から気相に相変化する。設備熱交換器８５は、熱交換によって冷却対象を冷却する冷却用の熱交換部であり、コンデンサ８２は、設備熱交換器８５で吸熱した冷媒の熱を外部に放出するための放熱用の熱交換部であり、放熱部に相当する。
【００４４】
電磁弁８３は、車載のパック用電磁弁３３ｂと同様に高圧の遮断弁であり、コンデンサ８２と設備熱交換器８５との間に設けられ、設備熱交換器８５への冷媒の供給を停止することが可能になっている。エキスパンションバルブ８４は、車載のパック用エキスパンションバルブ３４ｂと同様に膨張弁であり、電磁弁８３と設備熱交換器８５との間に設けられ、設備熱交換器８５に流れ込む冷媒を膨張させる。
【００４５】
また、冷凍設備回路７２は、レシーバ８６及び圧力センサ８７を有している。レシーバ８６は、コンデンサ８２に対して設けられ、コンデンサ８２から設備熱交換器８５に供給される冷媒を一時的に貯留することが可能になっている。圧力センサ８７は、コンデンサ８２から設備熱交換器８５に供給される冷媒の圧力を検出する。
【００４６】
水冷設備回路７３は、設備チラー９１、設備ポンプ９２及びチラー冷却部９３を有している。水冷設備回路７３の冷却水は、これら設備チラー９１、設備ポンプ９２及びチラー冷却部９３を通過するように循環する。
【００４７】
設備チラー９１は、冷凍設備回路７２の設備熱交換器８５との熱交換が可能な状態で設けられており、設備熱交換器８５により冷却される。設備熱交換器８５及び設備チラー９１を介して冷凍設備回路７２の冷媒と水冷設備回路７３の冷却水との間で熱交換が行われた場合、冷凍設備回路７２の冷媒により水冷設備回路７３の冷却水が冷却される。
【００４８】
設備ポンプ９２は、冷却水を設備チラー９１に送る電動式のポンプであり、水冷設備回路７３において冷却水を循環させる。設備ポンプ９２は、冷却水の単位時間当たりの供給量を変更可能になっている。本実施形態では、この単位時間当たりの供給量を単に供給量や循環量とも称する。設備ポンプ９２は、設備熱交換器８５を流れる冷媒と設備チラー９１を流れる冷却水とが対向流になる向きに冷却水を供給する。なお、設備熱交換器８５を流れる冷媒と設備チラー９１を流れる冷却水とは、並行流や直交流になっていてもよい。
【００４９】
チラー冷却部９３は、車載の車外側チラー４６に接続可能になっており、接続された状態で車外側チラー４６との熱交換が可能になっている。チラー冷却部９３は、熱交換により車外側チラー４６を冷却する冷却部であり、設備熱交換部及び第２熱交換部に相当する。
【００５０】
コントローラ７５は、少なくとも１つのプロセッサ、記憶装置、入出力インターフェースを含む電子回路である。プロセッサは、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行する演算回路である。記憶装置は、例えば半導体メモリ等によって提供され、プロセッサによって読み取り可能なコンピュータプログラム及びデータを非一時的に格納するための非遷移的実体的記憶媒体である。
【００５１】
コントローラ７５は、設備冷却システム７１に電気的に接続されており、冷凍設備回路７２の動作制御と水冷設備回路７３の動作制御とを個別に行うことが可能になっている。コントローラ７５は、例えば、水冷設備回路７３のアクチュエータとして設備ポンプ９２に電気的に接続されており、指令信号を出力することで設備ポンプ９２の運転状態を制御する。コントローラ７５は、車載の車外側チラー４６を冷却することで電池セル１１を冷却する設備冷却処理を行う機能を有しており、設備制御部に相当する。
【００５２】
本実施形態では、車載冷却システム２０と設備冷却システム７１とにより冷却システム９５が形成されている。冷却システム９５においては、車載冷却システム２０の車外側チラー４６と設備冷却システム７１の設備チラー９１とが互いに熱交換可能な状態で接続されている場合に、車載冷却システム２０及び設備冷却システム７１による電池セル１１の冷却が可能になる。
【００５３】
図１、図２に示すように、車両６０は、車外側チラー４６を含んで構成された車載コネクタ６５を有しており、冷却設備７０は、チラー冷却部９３を含んで構成された設備コネクタ１００を有している。車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とは互いに接続可能になっており、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とが接続された状態で、車外側チラー４６とチラー冷却部９３との熱交換が行われる。この状態では、車外側チラー４６とチラー冷却部９３とが互いに接触した状態や接近した状態になっている。
【００５４】
車載コネクタ６５は、例えば車両ボディ６１の後端寄りの位置において、インレット部に近い位置に設けられている。車両６０は、車載コネクタ６５を保護する保護カバーを有しており、保護カバーは、車載コネクタ６５を設備コネクタ１００との接続を可能に外部に露出させる露出状態と、車載コネクタ６５を覆うように保護する保護状態とに移行可能になっている。水冷車載回路２５においては、少なくとも車内側チラー４５、車載ポンプ４７及び電池冷却部４８がパックケース１２に収容されており、車外側チラー４６は、パックケース１２の外部に設けられていることでインレット部に近い位置に配置されている。
【００５５】
冷却設備７０は、設備コネクタ１００に加えて、設備冷却システム７１の少なくとも一部を収容した冷却ケース１０５と、設備コネクタ１００のチラー冷却部９３に冷却水を循環させる冷却ケーブル１０６とを有している。
【００５６】
冷却ケース１０５は、直方体状の箱体であり、駐車面Ｇに対して設置されている。冷却ケース１０５にはコントローラ７５が取り付けられている。冷却ケーブル１０６は、冷却水が流れる水通路を形成するチューブ等の配管により形成されている。設備コネクタ１００には、水冷設備回路７３において少なくともチラー冷却部９３が設備コネクタ１００に含まれている。冷却ケーブル１０６には、水冷設備回路７３において、チラー冷却部９３と設備ポンプ９２とを接続する水通路の少なくとも一部と、チラー冷却部９３と設備チラー９１とを接続する水通路の少なくとも一部とが含まれている。冷却ケース１０５には、冷凍設備回路７２と、水冷設備回路７３において少なくとも設備チラー９１及び設備ポンプ９２とが収容されている。
【００５７】
図３、図４に示すように、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とが互いに接続された状態では、車載コネクタ６５の中心線ＣＬ１と設備コネクタ１００の中心線ＣＬ２が互いに平行に延び且つ一致している。車載コネクタ６５及び設備コネクタ１００は、コネクタ６５，１００に加えて、コネクタ６５，１００を支持するハウジング６６，１０１を有している。なお、車載コネクタ６５の中心線ＣＬ１が車載中心線に相当し、設備コネクタ１００の中心線ＣＬ２が設備中心線に相当する。
【００５８】
車載コネクタ６５の車外側チラー４６は、アルミニウム等の比較的軽量の金属材料により形成されており、耐腐食性及び熱伝導性を有している。車外側チラー４６は、チラー本体４６ａと、チラー本体４６ａから中心線ＣＬ１に沿って延びた複数のチラーフィン４６ｂとを有している。車外側チラー４６には、冷却水が流れる水通路６８が形成されている。水通路６８は、チラー本体４６ａに形成された本体通路部６８ａと、チラーフィン４６ｂに形成されたフィン通路部６８ｂとを有している。フィン通路部６８ｂは、複数のチラーフィン４６ｂのそれぞれに形成されており、水通路６８においては、上流側から本体通路部６８ａとフィン通路部６８ｂとが交互に並んでいる。この場合、水通路６８は、冷却水が複数のチラーフィン４６ｂを１つずつ順番に流れる形状になっている。複数のチラーフィン４６ｂは、それぞれ中心線ＣＬ１に沿って板状に延びており、中心線ＣＬ１に直交する１つの方向に沿って互いに平行に並べられている。
【００５９】
なお、車載コネクタ６５が第１コネクタに相当し、チラーフィン４６ｂが車載熱交換部の延出部と第１延出部とに相当し、フィン通路部６８ｂが通路部及び第１通路部に相当する。
【００６０】
設備コネクタ１００のチラー冷却部９３は、アルミニウム等の比較的軽量の金属材料により形成されており、耐腐食性及び熱伝導性を有している。チラー冷却部９３は、冷却本体９３ａと、冷却本体９３ａから中心線ＣＬ２に沿って延びた複数の冷却フィン９３ｂとを有している。チラー冷却部９３には、冷却水が流れる水通路１０３が形成されている。水通路１０３は、冷却本体９３ａに形成された本体通路部１０３ａと、冷却フィン９３ｂに形成されたフィン通路部１０３ｂとを有している。フィン通路部１０３ｂは、複数の冷却フィン９３ｂのそれぞれに形成されており、水通路１０３においては、上流側から本体通路部１０３ａとフィン通路部１０３ｂとが交互に並んでいる。この場合、水通路１０３は、冷却水が複数の冷却フィン９３ｂを１つずつ順番に流れる形状になっている。複数の冷却フィン９３ｂは、それぞれ中心線ＣＬ２に沿って板状に延びており、中心線ＣＬ２に直交する１つの方向に沿って互いに平行に並べられている。
【００６１】
なお、設備コネクタ１００が第２コネクタに相当し、冷却フィン９３ｂが設備熱交換部の延出部と第２延出部とに相当し、フィン通路部１０３ｂが通路部及び第２通路部に相当する。
【００６２】
車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とは、それぞれの中心線ＣＬ１，ＣＬ２が平行に延びた第１状態で互いに接続可能であるとともに、この第１状態から一方を他方に対して中心線を中心に所定角度だけ回転させた第２状態でも互いに接続可能になっている。所定角度は、例えば１８０度になっている。車載コネクタ６５において、設備コネクタ１００に接続される部分が中心線ＣＬ１を軸として点対称な形状になっているとともに、設備コネクタ１００において、車載コネクタ６５に接続される部分が中心線ＣＬ２を軸として点対称な形状になっている。具体的には、コネクタ６５，１００において、本体４６ａ，９３ａ及びフィン４６ｂ，９３ｂがいずれも中心線ＣＬ１，ＣＬ２を軸として点対称な形状になっている。この場合、車載コネクタ６５及び設備コネクタ１００の各接続部分が中心線ＣＬ１，ＣＬ２を軸として１８０度対称な形状になっているとも言える。
【００６３】
車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とが互いに接続された第１状態にある場合、これら車載コネクタ６５の姿勢及び設備コネクタ１００の姿勢がそれぞれ第１姿勢に相当する。この第１状態から一方を他方に対して中心線を中心に反転させて第２状態に移行させた場合に、反転した方のコネクタの姿勢が第２姿勢に相当する。例えば、第１状態から車載コネクタ６５を中心線ＣＬ１を中心に反転させた場合は車載コネクタ６５の姿勢が第２姿勢に相当する。また、車載コネクタ６５を流れる冷却水と設備コネクタ１００を流れる冷却水とは、第１状態及び第２状態のうち一方で対向流になっており、他方で並行流になっている。なお、第１状態及び第２状態のいずれについても直交流になっていてもよい。
【００６４】
冷却設備７０に対しては、車両６０に電力を供給することで電池セル１１の充電を行う充電設備１１０が設置されている。充電設備１１０は、外部電力を車両６０に供給することが可能な給電部と、車両６０のインレット部に装着される給電プラグと、給電部から給電プラグに電力を供給する給電ケーブルとを有している。給電ケーブルは冷却ケーブル１０６とは別体になっており、給電プラグは設備コネクタ１００とは別体になっている。なお、給電ケーブルが充電ケーブルに相当する。
【００６５】
充電設備１１０は、給電部が冷却ケース１０５に取り付けられているなどして、冷却設備７０に一体的に設けられている。充電設備１１０においては、ユーザにより操作可能な操作パネル等の操作部が給電部や冷却ケース１０５に設けられている。給電部は、給電プラグがインレット部に装着されることで車両６０の電池セル１１に電気的に接続された状態になり、電池セル１１への供給が可能になる。コントローラ７５は、給電部に電気的に接続されており、操作部に対するユーザの操作内容等に応じて指令信号を出力することで給電部の動作制御を行う。
【００６６】
次に、コントローラ７５が実行する設備冷却処理について図５を参照しつつ説明する。コントローラ７５は、この設備冷却処理を所定間隔で繰り返し実行する。
【００６７】
図５において、ステップＳ１０１では、車両６０の充電を開始するか否かを判定する。ここでは、充電設備１１０の給電プラグが車両６０のインレット部に装着されたか否かの判定と、車両６０への給電を許可する操作が操作部に対して行われたか否かの判定とを行い、これら判定が肯定された場合に充電を開始すると判断する。充電を開始する場合、ステップＳ１０２に進み、充電設備１１０による電池セル１１の充電を開始する。また、充電開始に伴って、操作部に対するユーザの操作内容等に応じて、電池セル１１の充電を行う場合の充電モードとして通常充電モード又は急速充電モードを選択する。急速充電モードを選択した場合、通常充電モードを選択した場合に比べて、充電設備１１０からの給電に伴って電池セル１１に流れる電流が大きく、電池セル１１の充電に要する時間が短縮される。なお、通常充電モードが第１充電モードに相当し、急速充電モードが第２充電モードに相当する。
【００６８】
ステップＳ１０３では、充電モードが急速充電モードであるか否かを判定する。急速充電モードである場合、ステップＳ１０４にて、冷却設備７０の冷却モードを急速冷却モードに設定し、ステップＳ１０５にて急速冷却処理を行う。急速充電モードでない場合、ステップＳ１０６にて、冷却モードを通常冷却モードに設定し、ステップＳ１０７にて通常冷却処理を行う。
【００６９】
ステップＳ１０４にて冷却モードを急速冷却モードに設定した場合は、ステップＳ１０６にて冷却モードを通常冷却モードに設定した場合に比べて、設備ポンプ９２による水冷設備回路７３での冷却水の循環量を大きい値に設定する。具体的には、ステップＳ１０６では、設備ポンプ９２の運転状態を通常運転状態に設定することで、通常冷却モードでの冷却水の循環量を第１設備値に設定する。ステップＳ１０４では、設備ポンプ９２の運転状態を急速運転状態に設定することで、急速冷却モードでの冷却水の循環量を第１設備値よりも大きい第２設備値に設定する。この場合、急速充電時には、通常充電時に比べて、設備ポンプ９２の回転率を上げることになる。
【００７０】
ステップＳ１０５の急速冷却処理では、ステップＳ１０４にて設定した循環量になるように設備ポンプ９２を駆動させる。具体的には、冷却水の循環量が第２設備値になるように設備ポンプ９２を駆動させる。ここでは、冷凍設備回路７２を駆動させて設備熱交換器８５により設備チラー９１が冷却され、この設備チラー９１が冷却した冷却水によりチラー冷却部９３が冷却される。このため、車両６０において車載ポンプ４７が駆動していると、水冷車載回路２５を循環する冷却水が車外側チラー４６を介してチラー冷却部９３により冷却され、この冷却水により電池冷却部４８にて電池セル１１が冷却される。水冷設備回路７３での冷却水の循環量が多いほどチラー冷却部９３による車外側チラー４６の冷却効果が高くなるため、急速充電モードでの電池セル１１の温度上昇を抑制できる。
【００７１】
ステップＳ１０７の通常冷却処理では、ステップＳ１０６にて設定した循環量になるように設備ポンプ９２を駆動させる。具体的には、冷却水の循環量が第１設備値になるように設備ポンプ９２を駆動させる。水冷設備回路７３での冷却水の循環量が少ないほどチラー冷却部９３による車外側チラー４６の冷却効果が低くなるが、通常充電モードであれば電池セル１１の温度上昇を適正に抑制でき、冷却設備７０での省エネ化も図ることができる。
【００７２】
ステップＳ１０５にて急速冷却処理を行った場合、ステップＳ１０７にて通常冷却処理を行った場合に比べて、設備チラー９１において冷凍設備回路７２の設備熱交換器８５により冷却される冷却水の量が増加する。この場合、チラー冷却部９３において水冷車載回路２５の車外側チラー４６を冷却する冷却水の量が増加し、水冷車載回路２５において電池セル１１の冷却に用いられる冷却水を水冷設備回路７３により冷却しやすくなる。
【００７３】
コントローラ７５は、設備冷却処理の各ステップを実行する機能を有している。ステップＳ１０４の処理を実行する機能が第２設備設定部に相当し、ステップＳ１０６の処理を実行する機能が第１設備設定部に相当する。
【００７４】
続いて、ＥＣＵ６４が実行する車載冷却処理について図６を参照しつつ説明する。
【００７５】
図６において、ステップＳ２０１では、電池セル１１の充電が開始されたか否かを判定する。ここでは、インレット部に給電プラグが装着されたか否かの判定と、電池セル１１の蓄電量が増加し始めたか否かの判定とを行い、これら判定が肯定された場合に電池セル１１の充電が開始されたと判断する。
【００７６】
充電が開始されていない場合、ステップＳ２０２に進み、水冷車載回路２５にて冷却水を循環させるための循環モードを通常循環モードに設定する。一方、充電が開始された場合、ステップＳ２０３に進み、循環モードを充電循環モードに設定する。ここで、車両６０の電源がイグニッションスイッチ等によりオン状態にある場合、車載ポンプ４７が基本的に駆動していることで水冷車載回路２５により電池セル１１の冷却が行われている。このため、ステップＳ２０２，Ｓ２０３では、水冷車載回路２５での冷却水の循環量を設定する処理を行うことになる。
【００７７】
ステップＳ２０３にて循環モードを充電循環モードに設定した場合は、ステップＳ２０２にて循環モードを通常循環モードに設定した場合に比べて、車載ポンプ４７による冷却水の循環量を大きい値に設定する。具体的には、ステップＳ２０２では、車載ポンプ４７の運転状態を通常運転状態に設定することで、通常循環モードでの冷却水の循環量を第１車載値に設定する。ステップＳ２０３では、車載ポンプ４７の運転状態を充電運転状態に設定することで、充電循環モードでの冷却水の循環量を第１車載値よりも大きい第２車載値に設定する。この場合、電池セル１１の充電時には、電池セル１１を充電していない時に比べて、車載ポンプ４７の回転率を上げることになる。
【００７８】
ステップＳ２０３の後、ステップＳ２０４に進み、車載冷却システム２０及び車室用送風部３８により車室の冷房が行われているか否かを判定する。充電が開始され且つ車室冷房が行われている場合、ステップＳ２０５に進み、電池温度センサ１３の検出信号に基づいて電池セル１１の温度である電池温度Ｔａを算出し、この電池温度Ｔａがあらかじめ定められた電池閾値Ｔａ１より高いか否かの判定を行う。
【００７９】
電池温度Ｔａが電池閾値Ｔａ１より高い場合、ステップＳ２０６に進み、パック用回路２３による電池冷却の車載補助を実行する。ここでは、冷凍車載回路２１においてパック用電磁弁３３ｂを開状態にしてパック用熱交換器３５ｂに冷媒を供給し、パック用熱交換器３５ｂにより水冷車載回路２５の車内側チラー４５を冷却する。この場合、水冷車載回路２５においては、車内側チラー４５により冷却された冷却水により電池冷却部４８が冷却され、この電池冷却部４８により電池セル１１が冷却される。しかも、この場合、水冷車載回路２５においては、車内側チラー４５に到達する冷却水が、冷却設備７０のチラー冷却部９３により車外側チラー４６にて既に冷却された状態になっているため、車内側チラー４５での冷却水の冷却効果が向上する。このため、車載冷却システム２０において、パック用回路２３への冷媒の供給量を極力少なくする一方で、車室用回路２２への冷媒の供給量を極力多くして空調ユニット４０の冷房効果を高めることができる。
【００８０】
一方、電池温度Ｔａが電池閾値Ｔａ１より高くない場合、ステップＳ２０７に進み、車載ポンプ４７を駆動させずに水冷車載回路２５による電池セル１１の冷却を行わない。ここでは、冷凍車載回路２１においてパック用電磁弁３３ｂを閉状態にしてパック用熱交換器３５ｂへの冷媒の供給を停止し、車載ポンプ４７の駆動を停止して水冷車載回路２５において冷却水を循環させない。この場合、冷凍車載回路２１では、全ての冷媒が車室用回路２２にて車室用熱交換器３５ａに供給されるため、車室の冷房効果を高めることができる。この場合でも、冷却設備７０のチラー冷却部９３により水冷車載回路２５の車外側チラー４６が冷却されていれば、車外側チラー４６にて冷却された冷却水により電池セル１１の冷却が行われる。
【００８１】
ＥＣＵ６４は、車載冷却処理の各ステップを実行する機能を有している。ステップＳ２０２の処理を実行する機能が第１車載設定部に相当し、ステップＳ２０３の処理を実行する機能が第２車載設定部に相当する。
【００８２】
ここまで説明した本実施形態によれば、設備コネクタ１００と車載コネクタ６５とが互いに接続された状態において、設備コネクタ１００のチラー冷却部９３が設備コネクタ１００の車外側チラー４６との熱交換によりこの車外側チラー４６を冷却する。この構成では、チラー冷却部９３と車外側チラー４６との間で熱の授受が行われるため、冷却設備７０と車両６０との間で冷媒を授受する必要がなく、この冷媒が外部に漏れ出すということを抑制できる。したがって、冷却設備７０により車両６０の電池セル１１を冷却する際の安全性を高めることができる。
【００８３】
また、冷却設備７０と車両６０との間で冷媒が授受されないため、この冷媒にゴミ等の異物が混入することや、冷媒が漏れ出して減少すること、冷媒が外気にさらされることなどを回避できる。例えば、冷媒が漏れ出すと、冷媒が比較的高価であることに起因して、冷却設備７０や車両６０に冷媒を補充するメンテナンスのコスト負担が増加することが懸念される。また、冷媒が温室効果を有していると、この冷媒が漏れ出すことで地球環境に影響を及ぼすことが懸念される。さらに、コンプレッサ３１等の潤滑オイルが冷媒に混入している場合には、この冷媒が漏れ出すことで環境を汚染することが懸念される。加えて、冷媒が可燃性を有していると、漏れ出した冷媒に引火する可能性が懸念される。これに対して、本実施形態では、冷媒の漏れ出しを回避することで、これら懸念を解消して安全性を確保できる。特に、水は不燃性であるため、引火に対する安全性を確実に確保できる。
【００８４】
車両６０の電池パック１０は放電時や充電時に発熱し、電池セル１１やパックケース１２内の空気等の温度が上昇する。電池パック１０の高温状態が長時間続くと、電池性能の低下や劣化につながることが懸念される。そこで、本実施形態のように、急速充電時等の充電時には電池冷却を行いながら充電することが望ましい。本実施形態とは異なり、車外から車両６０に冷媒を供給して電池セル１１を冷却する方法では、接続部に異物が存在した場合、車両６０内の冷媒回路に異物が混入することが懸念される。そこで、本実施形態によれば、熱伝導率が比較的高い車外側チラー４６及びチラー冷却部９３を有する車載コネクタ６５及び設備コネクタ１００を接続し、冷却水を用いて熱交換が行われる。この構成では、冷却水等の冷媒が外気にさらされないため、異物混入や冷媒漏れの心配なく電池冷却することが可能である。
【００８５】
本実施形態によれば、冷却設備７０が設備ポンプ９２を有している。この構成では、設備ポンプ９２の駆動に伴って冷却水がチラー冷却部９３に供給されるため、チラー冷却部９３を冷却水により冷却することができる。
【００８６】
本実施形態によれば、チラー冷却部９３を通る冷却水が水であるため、万が一、チラー冷却部９３などで冷却水が漏れ出したとしても、この冷却水により環境が汚染されることなどを回避でき、その結果、安全性を高めることができる。しかも、水は比熱が比較的高いため、水冷設備回路７３においては冷却水がチラー冷却部９３を冷却しやすく、高い電池冷却能力を得ることができる。
【００８７】
本実施形態によれば、コントローラ７５により設備ポンプ９２の運転状態が制御されるため、電池セル１１の充電状態などに合わせて設備ポンプ９２の運転状態を可変設定することができる。このため、電池セル１１を冷却する上で設備ポンプ９２の回転率が不足することや、設備ポンプ９２の回転率が過剰に高くなってエネルギを浪費することなどを抑制できる。
【００８８】
本実施形態によれば、充電設備１１０が通常充電モードである場合に比べて急速充電モードである場合の方が、設備ポンプ９２による冷却水の循環量が大きい値に設定されている。この構成では、急速充電モードについて、水冷設備回路７３において冷却水とチラー冷却部９３との熱交換量が増加するため、チラー冷却部９３が車外側チラー４６を冷却する能力が向上し、充電に伴って電池セル１１の温度が過剰に上昇することを抑制できる。一方で、通常充電モードについては、電池セル１１の冷却が適正に行われる範囲内で設備ポンプ９２による冷却水の循環量が抑えられるため、水冷設備回路７３の省エネルギ化を実現できる。
【００８９】
本実施形態によれば、設備冷却システム７１において、冷凍設備回路７２の冷媒により水冷設備回路７３の冷却水が冷却され、この冷却水によりチラー冷却部９３が冷却される。この構成では、チラー冷却部９３を冷却する冷媒として冷凍サイクルの冷媒を用いる必要がなく、チラー冷却部９３を冷却する冷媒として水を用いることができる。このため、仮に冷媒である水がチラー冷却部９３にて漏れ出したとしても、漏れ出した水により安全性が低下するということを抑制できる。
【００９０】
本実施形態によれば、設備コネクタ１００と車載コネクタ６５とは、第１状態と、中心線ＣＬ１，ＣＬ２を中心に一方を反転させた第２状態との両方について互いに接続可能になっている。このように、設備コネクタ１００と車載コネクタ６５とを２つの状態で接続可能になっているため、夜間など手元が暗くて見えにくい場合でも設備コネクタ１００と車載コネクタ６５とを簡単に接続することができる。
【００９１】
本実施形態によれば、設備コネクタ１００のチラー冷却部９３が複数の冷却フィン９３ｂを有している。この構成では、車外側チラー４６とチラー冷却部９３との接触面積が冷却フィン９３ｂにより極力大きくなっている。また、車載コネクタ６５の車外側チラー４６が複数のチラーフィン４６ｂを有している。この構成では、車外側チラー４６とチラー冷却部９３との接触面積がチラーフィン４６ｂにより極力大きくなっている。これらの構成によれば、車外側チラー４６とチラー冷却部９３との熱交換率が高くなり、チラー冷却部９３による車外側チラー４６の冷却効果を高めることができる。
【００９２】
本実施形態によれば、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とが互いに接続された状態では、車外側チラー４６のチラーフィン４６ｂとチラー冷却部９３の冷却フィン９３ｂとが互い違いに重なり合っている。この構成では、車外側チラー４６とチラー冷却部９３との接触面積が極力大きくなっているため、これら車外側チラー４６とチラー冷却部９３との熱交換率を高めることができる。
【００９３】
本実施形態によれば、冷却水が流れるフィン通路部１０３ｂが冷却フィン９３ｂの内部に設けられている。この構成では、例えば冷却水が冷却フィン９３ｂの内部を流れない構成に比べて、冷却水による冷却フィン９３ｂの冷却効果を高めることができる。また、冷却水が流れるフィン通路部６８ｂがチラーフィン４６ｂの内部に設けられている。この構成では、例えば冷却水がチラーフィン４６ｂの内部を流れない構成に比べて、冷却水によるチラーフィン４６ｂの冷却効果を高めることができる。これらの構成によれば、チラー冷却部９３を流れる冷却水が車外側チラー４６を流れる冷却水を冷却する効果を高めることができる。
【００９４】
本実施形態によれば、チラーフィン４６ｂの内部にフィン通路部６８ｂが設けられているとともに、冷却フィン９３ｂの内部にフィン通路部１０３ｂが設けられている。この構成では、設備コネクタ１００においては冷却水による冷却フィン９３ｂの冷却効果を高めることができ、車載コネクタ６５においては、チラーフィン４６ｂにより冷却水の冷却効果を高めることができる。この場合、水冷設備回路７３の冷却水による水冷車載回路２５の冷却水の冷却効果が高められるため、水冷車載回路２５において冷却水による電池セル１１の冷却効果を高めることができる。
【００９５】
本実施形態によれば、車載冷却システム２０が車載ポンプ４７を有している。この構成では、車載ポンプ４７の駆動に伴って冷却水が車外側チラー４６から電池セル１１側に供給されるため、車外側チラー４６にて冷却された冷却水により電池セル１１を冷却することができる。
【００９６】
本実施形態によれば、車外側チラー４６を通る冷却水が水であるため、万が一、車外側チラー４６などで冷却水が漏れ出したとしても、この冷却水により環境が汚染されることなどを回避でき、その結果、安全性を高めることができる。しかも、水は比熱が比較的高いため、水冷車載回路２５においては車外側チラー４６が冷却水を冷却しやすく、高い電池冷却能力を得ることができる。
【００９７】
本実施形態によれば、ＥＣＵ６４により車載ポンプ４７の運転状態が制御されるため、電池セル１１を充電しているか否かなどの状況に合わせて車載ポンプ４７の運転状態を可変設定することができる。このため、電池セル１１を冷却する上で車載ポンプ４７の回転率が不足することや、車載ポンプ４７の回転率が過剰に高くなってエネルギを浪費することなどを抑制できる。
【００９８】
本実施形態によれば、電池セル１１の充電が行われていない場合に比べて電池セル１１の充電が行われている場合の方が、車載ポンプ４７による冷却水の循環量が大きい値に設定されている。この構成では、電池セル１１の充電が行われている場合について、水冷車載回路２５において冷却水と車外側チラー４６との熱交換量が増加するため、車外側チラー４６が冷却水を冷却する能力が向上し、電池セル１１の温度が過剰に上昇することを抑制できる。一方、電池セル１１の充電が行われていない場合については、電池セル１１の冷却が適正に行われる範囲内で車載ポンプ４７による冷却水の循環量が抑えられるため、水冷車載回路２５の省エネルギ化を実現できる。
【００９９】
本実施形態によれば、車載冷却システム２０において、冷凍車載回路２１の冷媒により水冷車載回路２５の冷却水が冷却され、この冷却水により電池セル１１が冷却される。この構成では、車外側チラー４６により冷却される冷媒として冷凍サイクルの冷媒を用いる必要がなく、車外側チラー４６により冷却される冷媒として水を用いることができる。このため、仮に冷媒である水が車外側チラー４６にて漏れ出したとしても、漏れ出した水により安全性が低下するということを抑制できる。また、電池セル１１を冷却する電池冷却部４８が水冷車載回路２５に含まれているため、水冷車載回路２５においては、車外側チラー４６により電池冷却部４８を直接的に冷却することができる。これにより、効果的に電池セル１１の冷却を行うことができる。
【０１００】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、水冷車載回路２５に含まれた車外側チラー４６を車載コネクタ６５の車載熱交換部としていたが、第２実施形態では、車載コネクタ６５の車載熱交換部が冷凍車載回路２１に含まれている。第２実施形態において、第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品及び説明しない構成は、第１実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏するものである。第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。
【０１０１】
図７に示すように、車載コネクタ６５は、車載熱交換部として車外側熱交換器１２１を有している。車外側熱交換器１２１は、冷凍車載回路２１の共通回路２４に含まれており、共通回路２４においてコンデンサ３２の下流側に設けられている。具体的には、コンデンサ３２と圧力センサ３７との間に設けられている。上記第１実施形態の車外側チラー４６には冷却水が流れるが、車外側熱交換器１２１には、冷凍車載回路２１にて冷凍サイクルに用いられる冷媒が流れる。なお、車外側熱交換器１２１は、車載熱交換部に加えて第１熱交換部に相当する。
【０１０２】
車載コネクタ６５において車外側熱交換器１２１は、上記第１実施形態の車外側チラー４６と同様の形状になっている。例えば、車外側熱交換器１２１は、車外側熱交換器１２１の中心線に沿って延びる複数のフィンを有している。これらフィンは、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とが互いに接続された状態で、チラー冷却部９３の冷却フィン９３ｂと互い違いに重なる。また、車外側熱交換器１２１には、冷凍車載回路２１の冷媒が流れる冷媒通路が形成されている。この冷媒通路は、フィンに形成されたフィン通路部を有している。
【０１０３】
本実施形態の車載コネクタ６５は、車両ボディ６１の前端寄りの位置に設けられている。具体的には、車両６０において車室よりも前方の領域において、空調ユニット４０やコンデンサ３２に近い位置に設けられている。このため、コンデンサ３２と車外側熱交換器１２１とを接続する配管を遠い位置まで引き回す必要がない。また、本実施形態では、充電用のインレット部が車両ボディ６１の前端寄りの位置において車載コネクタ６５に近い位置に設けられている。このため、ユーザが車両６０の充電を行う際に、給電プラグをインレット部に装着する作業と、設備コネクタ１００を車載コネクタ６５に接続する作業とについて作業負担を低減できる。
【０１０４】
本実施形態によれば、車載コネクタ６５の車外側熱交換器１２１が冷凍車載回路２１に含まれている。この構成では、冷却設備７０のチラー冷却部９３が車外側熱交換器１２１を冷却することで、この車外側熱交換器１２１により冷凍車載回路２１の冷媒が冷却される。このため、冷却設備７０の冷却能力を、電池セル１１の冷却だけでなく車室用回路２２による車室冷房に利用することができる。
【０１０５】
（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【０１０６】
変形例１として、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とは、互いに接続できる姿勢がそれぞれ１つだけであってもよく、３つ以上であってもよい。車載コネクタ６５及び設備コネクタ１００について、一方を他方に対して回転させる所定角度を９０度に設定した場合には、他方に接続可能な一方の姿勢は４つあることになる。
【０１０７】
また、一方を他方に対して中心線を中心に回転させた場合に、全ての回転角度について車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とを接続可能になっていてもよい。例えば、車載コネクタ６５の各チラーフィン４６ｂ及び設備コネクタ１００の各冷却フィン９３ｂのそれぞれが中心線ＣＬ１，ＣＬ２の周りを円環状に延びた構成とする。この構成によれば、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とが互いの中心線ＣＬ１，ＣＬ２が一致した状態であれば、これら中心線ＣＬ１，ＣＬ２が水平に延びた状態を想定すると、これらコネクタ６５，１００を上下左右の向きに関係なく接続できる。
【０１０８】
変形例２として、車載コネクタ６５の車外側チラー４６及び設備コネクタ１００のチラー冷却部９３のうち一方が他方の形状に合わせて変形する構成としてもよい。例えば、チラー冷却部９３が複数の冷却フィン９３ｂを有し、車外側チラー４６がチラー冷却部９３の形状に合わせて変形可能であり且つ熱伝導性を有する材料により形成された構成とする。この構成によれば、車外側チラー４６及びチラー冷却部９３のうち一方だけが複数のフィンを有していても、これら車外側チラー４６とチラー冷却部９３とを熱交換可能な状態で接続することができる。
【０１０９】
変形例３として、車外側チラー４６の水通路６８は、本体通路部６８ａを有していればフィン通路部６８ｂを有していなくてもよい。同様に、チラー冷却部９３の水通路１０３は、本体通路部１０３ａを有していればフィン通路部１０３ｂを有していなくてもよい。また、車外側チラー４６は、チラー本体４６ａを有していればチラーフィン４６ｂを有していなくてもよい。同様に、チラー冷却部９３は、冷却本体９３ａを有していれば冷却フィン９３ｂを有していなくてもよい。
【０１１０】
変形例４として、車両６０には、車載コネクタ６５から延びた冷却ケーブル１０６が搭載されていてもよい。この構成では、ユーザが冷却設備７０により車両６０の電池セル１１を冷却する場合に、冷却ケーブル１０６を延ばして車載コネクタ６５を冷却設備７０の位置まで移動させて設備コネクタ１００に接続することができる。この場合は、車載コネクタ６５を第１姿勢と、中心線ＣＬ１を中心に反転させた第２姿勢とに移行させることが可能であり、車載コネクタ６５が第１姿勢及び第２姿勢のいずれにあっても、車載コネクタ６５と設備コネクタ１００とを接続することができる。
【０１１１】
変形例５として、冷却ケーブル１０６は給電ケーブルに一体的に設けられていてもよい。また、設備コネクタ１００と給電プラグとが１つのコネクタ部として一体的に設けられ、車載コネクタ６５をインレット部とが１つの受け部として一体的に設けられていてもよい。この場合、１つのコネクタ部を１つの受け部に装着することで、設備コネクタ１００を車載コネクタ６５に接続する作業と、給電プラグをインレット部に接続する作業とをまとめて行うことができる。
【０１１２】
変形例６として、車載コネクタ６５の車載熱交換部は、車載冷却システム２０において複数設けられていてもよい。例えば、上記第１実施形態の車外側チラー４６と上記第２実施形態の車外側熱交換器１２１とがいずれも車載熱交換部として車載コネクタ６５に含まれていてもよい。この構成では、設備コネクタ１００においてチラー冷却部９３等の設備熱交換部により車外側チラー４６及び車外側熱交換器１２１の両方を冷却することができる。
【０１１３】
変形例７として、車載冷却システム２０においては、車外側チラー４６により冷却された冷却水が電池冷却部４８を介して電池セル１１を冷却するのではなく、電池セル１１を冷却するための冷却空気を車外側チラー４６が生成してもよい。例えば、車外側チラー４６が周囲の空気を冷却することで冷却空気を生成し、パックケース１２内に設置された送風部が冷却空気を電池セル１１に向けて送る、という構成とする。
【０１１４】
変形例８として、車載冷却システム２０においては、車載熱交換部としての車外側チラー４６が冷却水等の冷媒を介さずに電池冷却部４８や電池セル１１を冷却してもよい。例えば、車外側チラー４６と電池冷却部４８とが熱伝導率の高い冷却部材により接続された構成とする。この構成では、チラー冷却部９３により車外側チラー４６が冷却された場合に、チラー冷却部９３が冷却部材を介して電池冷却部４８を冷却することになる。
【０１１５】
変形例９として、チラー冷却部９３等の設備熱交換部は、冷却設備７０において水冷設備回路７３ではなく冷凍設備回路７２に含まれていてもよい。例えば、冷凍設備回路７２の設備熱交換器８５が設備熱交換部として設備コネクタ１００を構成していてもよい。この場合、設備熱交換部には冷却水ではなく冷凍サイクルの冷媒が流れる。また、設備冷却システム７１は、冷凍設備回路７２を有していれば、水冷設備回路７３を有していなくてもよい。
【０１１６】
変形例１０として、冷却設備７０においてチラー冷却部９３等の設備熱交換部を冷却する設備冷却システム７１は、設備熱交換部を冷却することができれば冷凍サイクルを有していなくてもよい。
【０１１７】
変形例１１として、充電設備１１０は冷却設備７０とは別体で設けられていてもよい。例えば、充電設備１１０の給電部が充電ケースに収容され、この充電ケースが冷却ケース１０５から独立して駐車面Ｇに対して設置された構成とする。
【０１１８】
変形例１２として、ＥＣＵ６４は、車外側チラー４６等の車載熱交換部が冷却設備７０により冷却されているか否かの冷却判定を行ってもよい。例えば、車載冷却処理が冷却判定を行う処理を有しており、冷却設備７０による車載熱交換部の冷却が行われていない場合にステップＳ２０２にて通常循環モードに設定し、冷却が行われている場合にステップＳ２０３にて充電循環モードに設定する。このように、車載熱交換部を介して電池セル１１が冷却される外部冷却が行われている場合に、水冷車載回路２５において車内側チラー４５及び車外側チラー４６により冷却される冷却水流量が増加すると、この冷却水を冷却しやすくなる。冷却水流量が多いほど、パック用熱交換器３５ｂと車内側チラー４５との熱交換量や、チラー冷却部９３と車外側チラー４６との熱交換量が増加するため、電池冷却部４８を介して電池セル１１が冷却されやすくなり、高い電池冷却能力を得ることができる。
【０１１９】
変形例１３として、コントローラ７５やＥＣＵ６４によって実現されていた機能は、ハードウェア及びソフトウェア、又はこれらの組み合わせによって実現してもよい。コントローラ７５やＥＣＵ６４は、たとえば他の制御装置、たとえば車載の他の制御装置と通信し、他の制御装置が処理の一部又は全部を実行してもよい。コントローラ７５やＥＣＵ６４は、電子回路によって実現される場合、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって実現することができる。
【０１２０】
変形例１４として、車載冷却システム２０において車室用回路２２とパック用回路２３とは共通回路２４に対して直列に接続されていてもよい。
【０１２１】
変形例１５として、車両６０は、電池セル１１に充電された電力により駆動されるモータを走行駆動源として有する電気自動車や、走行用モータへの電力供給源として燃料電池を有する燃料電池自動車であってもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１１…電池、２０…車載冷却装置としての車載冷却システム、２１…第２車載回路としての冷凍車載回路、２５…第１車載回路としての水冷車載回路、４６…車載熱交換部及び第１熱交換部としての車外側チラー、４６ｂ…延出部及び第１延出部としてのチラーフィン、４７…車載ポンプ、６０…車両、６４…車載制御部としてのＥＣＵ、６５…第１コネクタとしての車載コネクタ、６８ｂ…通路部及び第１通路部としてのフィン通路部、７０…外部設備としての冷却設備、７２…第２設備回路としての冷凍設備回路、７３…第１設備回路としての水冷設備回路、７５…設備制御部としてのコントローラ、９２…設備ポンプ、９３…設備熱交換部及び第２熱交換部としてのチラー冷却部、９３ｂ…延出部及び第２延出部としての冷却フィン、９５…冷却システム、１００…第２コネクタとしての設備コネクタ、１０３ｂ…通路部及び第２通路部としてのフィン通路部、１２１…車載熱交換部及び第１熱交換部としての車外側熱交換器、ＣＬ１…車載中心線としての中心線、ＣＬ２…設備中心線としての中心線、Ｓ１０４…第２設備設定部、Ｓ１０６…第１設備設定部、Ｓ２０２…第１車載設定部、Ｓ２０３…第２車載設定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020010543.tif 000008
【図７】
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