(57)【要約】【課題】蓄電装置に対する冷却性能の異常を検知可能にする。【解決手段】冷媒が流れる冷媒流路と、蓄電装置と冷媒流路との間で両者に接触するように配置される伝熱部材と、を備える冷却システムにおいて、蓄電装置の温度と冷媒の温度とに基づいて伝熱部材の比熱を演算し、比熱が所定値以下のときには、蓄電装置に対する冷却性能に異常が生じていると判定する。こうした手法により、蓄電装置に対する冷却性能の異常を検知することができる。【選択図】図２
2020064810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる冷媒流路と、
蓄電装置と前記冷媒流路との間で両者に接触するように配置される伝熱部材と、
を備える冷却システムであって、
前記蓄電装置の温度と前記冷媒の温度とに基づいて前記伝熱部材の比熱を演算し、前記比熱が所定値以下のときには、前記蓄電装置に対する冷却性能に異常が生じていると判定する判定部を備える、
冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、発電要素を収容するケースと冷媒が流通する冷却部材との間で両者に接触するように伝熱部材を配置するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、発電要素で発生した熱がケースおよび伝熱部材を介して冷却部材に伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の技術において、伝熱部材がずれる（ケースや冷却部材との接触面積が小さくなる）と、発電要素（蓄電装置）から冷却部材に伝達される熱量が少なくなり、発電要素が十分に冷却されなくなる場合がある。このため、発電要素に対する冷却性能の異常を検知する手法の考案が求められている。
【０００５】
本発明の冷却システムは、蓄電装置に対する冷却性能の異常を検知可能にすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の冷却システムは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の冷却システムは、
冷媒が流れる冷媒流路と、
蓄電装置と前記冷媒流路との間で両者に接触するように配置される伝熱部材と、
を備える冷却システムであって、
前記蓄電装置の温度と前記冷媒の温度とに基づいて前記伝熱部材の比熱を演算し、前記比熱が所定値以下のときには、前記蓄電装置に対する冷却性能に異常が生じていると判定する判定部を備える、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の冷却システムでは、冷媒が流れる冷媒流路と、蓄電装置と冷媒流路との間で両者に接触するように配置される伝熱部材と、を備える。そして、蓄電装置の温度と冷媒の温度とに基づいて伝熱部材の比熱を演算し、比熱が所定値以下のときには、蓄電装置に対する冷却性能に異常が生じていると判定する。こうした手法により、蓄電装置に対する冷却性能の異常を検知することができる。
【０００９】
本発明の冷却システムにおいて、前記判定部は、所定時間における前記蓄電装置の温度の変化量と、前記冷媒の温度と前記蓄電装置の温度との差分と、に基づいて前記伝熱部材の比熱を演算するものとしてもよい。
【００１０】
本発明の冷却システムにおいて、前記判定部は、前記蓄電装置の温度と前記冷媒の温度とに基づいて前記比熱の仮値としての仮比熱を演算し、前記仮比熱と前記比熱の前回値とに基づいて前記比熱の今回値を演算するものとしてもよい。この場合、前記判定部は、前記仮比熱を「Ｋｆｔｍｐ」、前記比熱の前回値を「前回Ｋｆ」、前記比熱の今回値を「Ｋｆ」、反映係数を「α」としたときに、「今回Ｋｆ＝α・Ｋｆｔｍｐ＋（１−α）・前回Ｋｆ」により前記比熱の今回値を演算するものとしてもよい。この場合、前記判定部は、所定時間における前記蓄電装置の温度の変化量が大きいときには小さいときに比して大きくなるように前記反映係数を設定するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例としての冷却システム２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット４０により実行される判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例としての冷却システム２０の構成の概略を示す構成図である。図示するように、冷却システム２０は、蓄電装置としてのバッテリ１０を冷却する冷却システムとして構成されており、ラジエータ２２と、冷媒流路２４と、圧送ポンプ２６と、ファン２８と、伝熱部材としての熱伝導シート３０と、電子制御ユニット４０とを備える。なお、バッテリ１０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。また、バッテリ１０および冷却システム２０は、走行用のモータや補機バッテリなどと共に電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載されている。
【００１４】
ラジエータ２２は、冷媒と空気との熱交換により冷媒を冷却する。冷媒流路２４は、バッテリ１０付近とラジエータ２２とに冷媒を循環させるように構成される。圧送ポンプ２６は、冷媒流路２４に設けられ、冷媒を圧送する。ファン２８は、ラジエータ２２に送風する。なお、圧送ポンプ２６やファン２８は、図示しない補機バッテリからの電力の供給を受けて作動する。熱伝導シート３０は、例えば、合成樹脂や銅、アルミニウムなどにより形成され、バッテリ１０と冷媒流路２４との間で両者に接触するように配置される（両者に取り付けられる）。
【００１５】
電子制御ユニット４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、データを記憶保持するＥＥＰＲＯＭ、入出力ポートを備える。電子制御ユニット４０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。電子制御ユニット４０に入力される信号としては、例えば、バッテリ１０に取り付けられた温度センサ４２からのバッテリ１０の温度Ｔｂや、冷媒流路２４における熱伝導シート３０との接触位置よりも下流側（熱伝導シート３０との接触位置とラジエータ２２の入口との間）に取り付けられた温度センサ４４からの冷媒の温度Ｔｗなどを挙げることができる。電子制御ユニット４０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力される。電子制御ユニット４０から出力される信号としては、例えば、圧送ポンプ２６への制御信号やファン２８への制御信号などを挙げることができる。
【００１６】
こうして構成された実施例の冷却システム２０では、バッテリ１０と冷媒流路２４内の冷媒とが熱伝導シート３０を介して熱交換されることにより、バッテリ１０が冷却される。なお、冷媒は、冷媒流路２４を循環し、ラジエータ２２で空気との熱交換により冷却される。
【００１７】
次に、こうして構成された実施例の冷却システム２０の動作、特に、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能の異常を検知する際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット４０により実行される判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、冷却システム２０によりバッテリ１０を冷却しているときに繰り返し実行される。
【００１８】
図２の判定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット４０は、最初に、バッテリ１０の温度Ｔｂや、所定時間におけるバッテリ１０の温度変化量ΔＴｂ、冷媒の温度Ｔｗを入力する（ステップＳ１００）。ここで、バッテリ１０の温度Ｔｂは、温度センサ４２により検出された値が入力される。バッテリ１０の温度変化量ΔＴｂは、温度センサ４２からのバッテリ１０の温度Ｔｂの最新値Ｔｂ２から所定時間だけ前の値Ｔｂ１を減じて得られる値（Ｔｂ２−Ｔｂ１）が入力される。冷媒の温度Ｔｗは、温度センサ４４により検出された値が入力される。
【００１９】
続いて、バッテリ１０の温度Ｔｂおよび温度変化量ΔＴｂと冷媒の温度Ｔｗとを用いて式（１）により熱伝導シート３０の比熱Ｋｆの仮値としての仮比熱Ｋｆｔｍｐを演算する（ステップＳ１１０）。そして、熱伝導シート３０の仮比熱Ｋｆｔｍｐと前回に本ルーチンを実行したときに演算した比熱（前回Ｋｆ）と反映係数αとを用いて式（２）により熱伝導シート３０の比熱Ｋｆを演算する（ステップＳ１２０）。
【００２０】
Kftmp=ΔTb/(Tb-Tw)                          (1)
Kf=α・Kftmp＋(1−α)・前回Kf               (2)
【００２１】
ここで、反映係数αは、実施例では、バッテリ１０の温度変化量ΔＴｂと反映係数αとの関係を予め定めて反映係数設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ１０の温度変化量ΔＴｂが与えられると、このマップから対応する反映係数αを導出して設定するものとした。図３は、反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、反映係数αは、値０以上で且つ値１以下の範囲内で、バッテリ１０の温度変化量ΔＴｂが大きいほど小さくなるように設定される。これは、バッテリ１０の温度変化量ΔＴｂが大きいほど仮比熱Ｋｆｔｍｐを比熱Ｋｆにより十分に反映させるためである。
【００２２】
こうして熱伝導シート３０の比熱Ｋｆを演算すると、演算した熱伝導シート３０の比熱Ｋｆを閾値Ｋｆｒｅｆと比較する（ステップＳ１３０）。熱伝導シート３０がずれる（バッテリ１０や冷媒流路２４との接触面積が小さくなる）と、バッテリ１０から熱伝導シート３０を介して冷媒流路２４内の冷媒に伝達される熱量が少なくなり、バッテリ１０が十分に冷却されなくなる、即ち、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能が低下することがある。ステップＳ１３０の処理は、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能が正常か異常かを判定するのに用いられる閾値であり、熱伝導シート３０の仕様などに基づいて定められる。
【００２３】
ステップＳ１３０で熱伝導シート３０の比熱Ｋｆが閾値Ｋｆｒｅｆよりも大きいときには、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能は正常であると判定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。一方、熱伝導シート３０の比熱Ｋｆが閾値Ｋｆｒｅｆ以下のときには、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能が異常であると判定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。こうした手法により、熱伝導シート３０のずれを直接検出する位置検出センサなどを新たに設けることなく、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能の異常を検知することができる。
【００２４】
なお、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能が異常であると判定すると、圧送ポンプ２６を駆動停止したり、車両の走行制限（例えば、バッテリ１０からの電力を用いて走行用の駆動力を出力するモータの駆動制限）を行なったり、冷却性能が異常である旨を図示しないＥＥＰＲＯＭに書き込んだり、図示しない警告灯を点灯したりする。圧送ポンプ２６の駆動停止や車両の走行制限は、バッテリ１０や冷却システム２０を保護するためである。冷却性能が異常である旨のＥＥＰＲＯＭへの書込は、ディーラーなどでメンテナンスを行なう作業者に冷却性能が異常である旨を報知するためである。警告灯の点灯は、ユーザ（運転者）に冷却性能が異常である旨を報知するためである。
【００２５】
以上説明した実施例の冷却システム２０では、バッテリ１０の温度Ｔｂと冷媒の温度Ｔｗとに基づいて熱伝導シート３０の比熱Ｋｆを演算し、演算した比熱Ｋｆが閾値Ｋｆｒｅｆ以下のときに、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能に異常が生じていると判定する。こうした手法により、熱伝導シート３０のずれを直接検出する位置検出センサなどを新たに設けることなく、冷却システム２０のバッテリ１０に対する冷却性能の異常を検知することができる。
【００２６】
実施例の冷却システム２０では、比熱Ｋｆの演算に用いる反映係数αを、バッテリ１０の温度変化量ΔＴｂが大きいほど小さくなるように設定するものとしたが、反映係数αとして一律の値（固定値）を用いるものとしてもよい。
【００２７】
実施例の冷却システム２０では、熱伝導シート３０の仮比熱Ｋｆｔｍｐを演算すると、演算した仮比熱Ｋｆｔｍｐと前回に演算した比熱（前回Ｋｆ）と反映係数αとに基づいて比熱Ｋｆを演算するものとしたが、仮比熱Ｋｆｔｍｐをそのまま比熱Ｋｆに設定するものとしてもよい。
【００２８】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、冷媒流路２４が「冷媒流路」に相当し、熱伝導シート３０が「伝熱部材」に相当し、電子制御ユニット４０が「判定部」に相当する。
【００２９】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３０】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、冷却システムの製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  バッテリ、２０  冷却システム、２２  ラジエータ、２４  冷媒流路、２６  圧送ポンプ、２８  ファン、３０  熱伝導シート、４０  電子制御ユニット、４２，４４  温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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