(57)【要約】【課題】傾斜時の冷却性能を確保できる沸騰冷却装置を提供する。【解決手段】沸騰冷却装置は、蒸発器１０と、凝縮器２０と、熱媒体通路３０、流量調整部６と、制御装置５とを備える。蒸発器１０は、組電池２と熱媒体との熱交換により熱媒体を沸騰気化させる。凝縮器２０は、熱媒体と空気との熱交換により熱媒体を凝縮させる。熱媒体通路３０は、蒸発器１０と凝縮器２０とをループ状に連結する。流量調整部６は、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量である蒸発器流入流量を調整する。制御装置５は、流量調整部６の作動を制御する。蒸発器１０および凝縮器２０は、車両前後方向に配置されている。蒸発器１０の蒸発チューブ１０１には、蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面の高さを検出する液面センサ４が設けられている。制御装置５は、液面の高さが予め定めた基準高さを下回った際に、流量調整部６によって蒸発器流入流量を増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも作動時に発熱する車載機器（２）と熱媒体との熱交換により前記熱媒体を沸騰気化させることで前記車載機器を冷却する蒸発器（１０）と、
前記熱媒体と外部流体との熱交換により前記熱媒体を凝縮させることで前記熱媒体の熱を前記外部流体に放熱する凝縮器（２０）と、
前記蒸発器と前記凝縮器とをループ状に連結して前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記熱媒体を循環させる熱媒体通路（３０）と、
前記蒸発器に流入する液相の前記熱媒体の流量である蒸発器流入流量を調整する流量調整部（６、５２）と、
前記流量調整部の作動を制御する制御部（５）と、を備え、
前記蒸発器は、前記熱媒体が流れる複数のチューブ（１０１）を有しており、
前記複数のチューブのうち少なくとも１つの前記チューブには、前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを検出する液面検出部（４）が設けられており、
前記制御部は、前記液面の高さが予め定めた基準高さを下回った際に、前記流量調整部によって前記蒸発器流入流量を増加させる沸騰冷却装置。
【請求項２】
前記複数のチューブは、車両前後方向に配置されており、
前記液面検出部は、前記複数のチューブのうち、最も車両前方側に配置された前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを検出する請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項３】
前記蒸発器は、車両前後方向に複数配置されており、
前記液面検出部は、複数の前記蒸発器のうち、最も車両前方側に配置された前記蒸発器の前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを検出する請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項４】
前記複数のチューブは、車両前後方向に配置されており、
前記液面検出部は、
前記複数のチューブのうち最も車両前方側に配置された前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである前方液面高さを検出する前方検出部（４ａ）と、
前記複数のチューブのうち最も車両後方側に配置された前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである後方液面高さを検出する後方検出部（４ｂ）と、を含んでおり、
さらに、前記前方液面高さおよび前記後方液面高さに基づいて、車両が登坂路に入っているか否かを判定する判定部（５）を備え、
前記制御部は、前記判定部により前記車両が登坂路に入っていると判定された際に、前記流量調整部によって前記蒸発器流入流量を増加させる請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項５】
前記蒸発器は、車両前後方向に複数配置されており、
前記液面検出部は、
複数の前記蒸発器のうち最も車両前方側に配置された前記蒸発器の前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである前方液面高さを検出する前方検出部（４ａ）と、
複数の前記蒸発器のうち最も車両後方側に配置された前記蒸発器の前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである後方液面高さを検出する後方検出部（４ｂ）と、を含んでおり、
さらに、前記前方液面高さおよび前記後方液面高さに基づいて、車両が登坂路に入っているか否かを判定する判定部（５）を備え、
前記制御部は、前記判定部により前記車両が登坂路に入っていると判定された際に、前記流量調整部によって前記蒸発器流入流量を増加させる請求項１に記載の沸騰冷却装置。
【請求項６】
前記複数のチューブは、車両左右方向に配置されており、
前記液面検出部は、
前記複数のチューブのうち車両幅方向の一端部に配置された前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである一端液面高さを検出する一端検出部（４ｃ）と、
前記複数のチューブのうち車両幅方向の他端部に配置された前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである他端液面高さを検出する他端検出部（４ｄ）と、を含んでおり、
前記制御部は、前記一端液面高さおよび前記他端液面高さのうち低い方の液面高さが前記基準高さを下回った際に、前記流量調整部によって前記蒸発器流入流量を増加させる請求項１、２、４のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項７】
前記蒸発器は、車両幅方向に複数配置されており、
前記液面検出部は、
複数の前記蒸発器のうち車両幅方向の一端部に配置された前記蒸発器の前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである一端液面高さを検出する一端検出部（４ｃ）と、
複数の前記蒸発器のうち車両幅方向の他端部に配置された前記蒸発器の前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さである他端液面高さを検出する他端検出部（４ｄ）と、を含んでおり、
前記制御部は、前記一端液面高さおよび前記他端液面高さのうち低い方の液面高さが前記基準高さを下回った際に、前記流量調整部によって前記蒸発器流入流量を増加させる請求項１、３、５のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項８】
前記流量調整部は、前記凝縮器における前記熱媒体から前記外部流体への放熱量を調整する放熱量調整部（６）を含み、
前記制御部は、前記液面の高さが前記基準高さを下回った際に、前記放熱量調整部によって前記凝縮器における前記熱媒体から前記外部流体への放熱量を増加させる請求項１ないし７のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項９】
前記流量調整部は、前記車載機器の発熱量を調整する発熱量調整部（５２）を含み、
前記制御部は、前記液面の高さが前記基準高さを下回った際に、前記発熱量調整部によって前記車載機器の発熱量を減少させる請求項１ないし７のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１０】
前記液面検出部は、
前記チューブと熱的に接触するとともに、重力方向に延びる金属製の膜部材（４１）と、
前記膜部材の上端部に設けられた一端側電極（４１ａ）と、
前記膜部材の下端部に設けられた他端側電極（４１ｂ）と、
前記一端側電極および前記他端側電極間に定電圧を印加する定電圧電源（４３）と、
前記一端側電極および前記他端側電極間の電流値を検出する電流検出部（４２）と、
前記定電圧および前記電流検出部の検出結果から前記膜部材の抵抗値を算出するとともに、前記抵抗値から前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを算出する算出部（５）と、を有する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１１】
前記液面検出部は、
前記チューブと熱的に接触するとともに、重力方向に延びる金属製の膜部材（４１）と、
前記膜部材の上端部に設けられた一端側電極（４１ａ）と、
前記膜部材の下端部に設けられた他端側電極（４１ｂ）と、
前記一端側電極および前記他端側電極間に定電圧を印加する定電圧電源（４３）と、
前記一端側電極および前記他端側電極間の電流値を検出する電流検出部（４２）と、
前記電流検出部の検出結果に基づいて前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを算出する算出部（５）と、を有する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１２】
前記液面検出部は、
前記チューブと熱的に接触するとともに、重力方向に延びる金属製の膜部材（４１）と、
前記膜部材の上端部に設けられた一端側電極（４１ａ）と、
前記膜部材の下端部に設けられた他端側電極（４１ｂ）と、
前記一端側電極および前記他端側電極間に定電流を供給する定電流電源（４３０）と、
前記一端側電極および前記他端側電極間の電圧値を検出する電圧検出部（４５）と、
前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを算出する算出部（５）と、を有する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１３】
前記液面検出部は、前記チューブと熱的に接触するとともに、重力方向に複数並んで配置されたＰＴＣサーミスタ（４６ａ〜４６ｃ）を有しており、
各前記ＰＴＣサーミスタには、
前記ＰＴＣサーミスタに定電圧を印加する定電圧電源（４３ａ〜４３ｃ）と、
前記ＰＴＣサーミスタに流れる電流を検出する電流検出部（４２ａ〜４２ｃ）と、が接続されており、
前記液面検出部は、前記各ＰＴＣサーミスタに接続された前記電流検出部の検出結果に基づいて前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを算出する算出部（５）を有する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【請求項１４】
前記液面検出部は、前記チューブと熱的に接触するとともに、重力方向に複数並んで配置されたＰＴＣサーミスタ（４６ａ〜４６ｃ）を有しており、
複数の前記ＰＴＣサーミスタは、並列に接続されて検出回路（４６０）を構成しており、
前記液面検出部は、
前記検出回路に定電圧を印加する定電圧電源（４３）と、
前記検出回路に流れる電流を検出する電流検出部（４２）と、
前記定電圧および前記電流検出部の検出結果から前記検出回路の抵抗値を算出するとともに、前記抵抗値に基づいて前記チューブ内における前記熱媒体の液面の高さを算出する算出部（５）と、を有する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の沸騰冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、装置内部に封入した作動流体によって熱を輸送する沸騰冷却装置が開示されている。この従来技術は、ループ型のサーモサイフォン式ヒートパイプであり、凝縮部、液流管、蒸発部および蒸気流管を備えている。
【０００３】
凝縮部では、気相の作動流体が凝縮される。液流管では、凝縮部で生じた液相の作動流体が一方向に流れる。蒸発部では、液流管を介して流入した液相の作動流体が蒸発される。蒸気流管では、蒸発部で生じた気相の作動流体が凝縮部に一方向に流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、上記従来技術における沸騰冷却装置を車両に搭載して、車両の蓄電装置（例えば、二次電池）を冷却することを検討した。しかしながら、上記従来技術における沸騰冷却装置を車両に搭載した場合、車両の加減速や登降坂の影響があるため、全ての走行状況において蓄電装置を冷却することが難しいことがわかった。
【０００６】
例えば、登坂時には沸騰冷却装置全体が傾斜するため、蒸発部の車両前方側において、作動流体の液面が低下する。この状態で急加速をすると、走行負荷が高くなって蓄電装置の発熱量が増加するので、蒸発部において作動流体の気泡が大量発生する。これにより、気泡が液流管に逆流し、蒸発器に液相冷媒が供給され難くなるため、冷却性能が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、傾斜時の冷却性能を確保できる沸騰冷却装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の沸騰冷却装置は、
少なくとも作動時に発熱する車載機器（２）と熱媒体との熱交換により熱媒体を沸騰気化させることで車載機器を冷却する蒸発器（１０）と、
熱媒体と外部流体との熱交換により熱媒体を凝縮させることで熱媒体の熱を外部流体に放熱する凝縮器（２０）と、
蒸発器と凝縮器とをループ状に連結して蒸発器と凝縮器との間で熱媒体を循環させる熱媒体通路（３０）と、
蒸発器に流入する液相の熱媒体の流量である蒸発器流入流量を調整する流量調整部（６、５２）と、
流量調整部の作動を制御する制御部（５）と、を備え、
蒸発器は、熱媒体が流れる複数のチューブ（１０１）を有しており、
複数のチューブのうち少なくとも１つのチューブには、チューブ内における熱媒体の液面の高さを検出する液面検出部（４）が設けられており、
制御部は、液面の高さが予め定めた基準高さを下回った際に、流量調整部によって蒸発器流入流量を増加させる。
【０００９】
これによれば、沸騰冷却装置が傾斜して蒸発器のチューブ内における熱媒体の液面高さが低下した際に、蒸発器に流入する液相熱媒体の流量を増加することができる。このため、凝縮器から流出した液相熱媒体を蒸発器側に導く熱媒体通路に、蒸発器のチューブ内で生じた気泡が逆流することを抑制できる。これにより、傾斜時の冷却性能を確保することが可能となる。
【００１０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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ものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る沸騰冷却装置を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態における蒸発部を示す説明図である。
【図３】第１実施形態における電気制御部を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態における膜部材の液面高さと抵抗値との関係を示す特性図である。
【図５】第１実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図６】図１の沸騰冷却装置において車両が登坂している状態を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る沸騰冷却装置において車両が降坂している状態を示す図である。
【図８】第２実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態における液面差と送風能力との関係を示す制御特性図である。
【図１０】第３実施形態に係る沸騰冷却装置において車両が車両幅方向に傾斜している状態を示す図である。
【図１１】第３実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】第４実施形態に係る沸騰冷却装置を示す全体構成図である。
【図１３】図１２の沸騰冷却装置において車両が登坂している状態を示す図である。
【図１４】第５実施形態に係る沸騰冷却装置において車両が降坂している状態を示す図である。
【図１５】第６実施形態に係る沸騰冷却装置において車両が車両幅方向に傾斜している状態を示す図である。
【図１６】第７実施形態における制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】第８実施形態における膜部材の液面高さと電流値との関係を示す特性図である。
【図１８】第９実施形態における蒸発部を示す説明図である。
【図１９】第９実施形態における膜部材の液面高さと電圧値との関係を示す特性図である。
【図２０】第１０実施形態における蒸発部を示す説明図である。
【図２１】第１０実施形態におけるＰＴＣサーミスタの温度と抵抗値との関係を示す特性図である。
【図２２】第１０実施形態における前方チューブおよびＰＴＣサーミスタを示す説明図である。
【図２３】第１０実施形態における各ＰＴＣサーミスタの電流値と液相熱媒体の有無との関係を示す説明図である。
【図２４】第１１実施形態における蒸発部を示す説明図である。
【図２５】第１２実施形態の第１実施例における沸騰冷却装置を示す全体構成図である。
【図２６】第１２実施形態の第２実施例における沸騰冷却装置を示す全体構成図である。
【図２７】第１２実施形態の第３実施例における沸騰冷却装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。以下の各図における上下前後左右を示す矢印は、車両が水平面に位置する際の上下前後左右の各方向を示している。
【００１４】
また、本明細書において、「重力方向」とは、沸騰冷却装置が水平面に配置された状態における重力方向を意味している。したがって、「重力方向上方側」とは、沸騰冷却装置が水平面に配置された状態における重力方向上方側を示している。同様に、「重力方向下方側」とは、沸騰冷却装置が水平面に配置された状態における重力方向下方側を示している。また、「水平方向」とは、沸騰冷却装置が水平面に配置された状態における水平方向を意味している。
【００１５】
より詳細には、「重力方向」とは、水平面に位置する車両に沸騰冷却装置が搭載された状態における重力方向を意味している。したがって、「重力方向上方側」とは、水平面に位置する車両に沸騰冷却装置が搭載された状態における重力方向上方側を示している。同様に、「重力方向下方側」とは、水平面に位置する車両に沸騰冷却装置が搭載された状態における重力方向下方側を示している。また、「水平方向」とは、水平面に位置する車両に沸騰冷却装置が搭載された状態における水平方向を意味している。
【００１６】
図１に示す本実施形態の沸騰冷却装置１は、組電池２を冷却する装置である。組電池２は、車両に搭載されるとともに、少なくとも作動時に発熱する車載機器である。組電池２は、複数の電池セル３を有している。複数の電池セル３は、車両の前後方向および幅方向（すなわち左右方向）に配列されている。
【００１７】
組電池２は、インバータなどを介して走行用モータに電気を供給する。組電池２は、回生電力を蓄える蓄電池である。組電池２の電池セル３は、走行中など充放電使用時に自己発熱する。組電池２が高温になると十分な機能を得られないだけでなく組電池２の劣化や破損を招く。そのため、組電池２を冷却して一定温度以下に維持する必要がある。
【００１８】
特に加速時や登坂時（換言すれば走行負荷が高い時）には組電池２の放電量が多くなって発熱量が増加するので、組電池２を高い冷却能力で冷却する必要がある。
【００１９】
組電池２の温度は、走行中だけでなく夏期の駐車放置中などにも上昇する。組電池２の電池セルを高温状態で放置すると寿命が大幅に低下するため、駐車放置中も冷却するなど電池温度を低温に維持する必要がある。
【００２０】
沸騰冷却装置１によって温度調整される車載機器は、組電池２の他、走行用インバータ、走行用モータおよびインタークーラ等あってもよい。走行用インバータ、走行用モータおよびインタークーラは、加速時や登坂時（換言すれば走行負荷が高い時）に放熱量が多くなる車載機器である。
【００２１】
沸騰冷却装置１は、蒸発器１０と、凝縮器２０と、熱媒体通路３０とを備えている。蒸発器１０は、組電池２と熱媒体との熱交換により熱媒体を沸騰気化させることで組電池２を冷却する熱交換器である。凝縮器２０は、熱媒体と外部流体である空気との熱交換により熱媒体を凝縮させることで熱媒体の熱を空気に放熱する熱交換器である。熱媒体通路３０は、蒸発器１０と凝縮器２０とをループ状に連結して、蒸発器１０と凝縮器２０との間で熱媒体を循環させる通路である。
【００２２】
熱媒体としては、蒸発および凝縮可能な流体を採用することができる。具体的には、熱媒体として、水またはアルコールを採用することができる。また、熱媒体として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルで利用されるフロン系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ１２３４ｙｆ等）を用いることができる。また、熱媒体としては、フロン系冷媒だけでなく、二酸化炭素等の他の冷媒や不凍液等を用いることも可能である。
【００２３】
蒸発器１０および凝縮器２０は、車両前後方向に配置されている。本実施形態では、蒸発器１０は、凝縮器２０よりも車両後方側に位置している。
【００２４】
次に、蒸発器１０の構成について、図２を参照しつつ説明する。蒸発器１０は、組電池２を熱媒体の蒸発により冷却する熱交換器である。
【００２５】
蒸発器１０は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器である。蒸発器１０は、蒸発チューブ１０１と、蒸発タンク１０２、１０３とを備えている。
【００２６】
蒸発チューブ１０１は、熱媒体が流れる流路を形成する管状部材である。蒸発チューブ１０１は、扁平板状（すなわち断面扁平形状）に形成された扁平チューブである。蒸発チューブ１０１は、その長手方向が重力方向と略平行となるように配置されている。蒸発チューブ１０１は、水平方向において、複数本平行に配置されている。具体的には、複数の蒸発チューブ１０１は、車両前後方向に配置されている。
【００２７】
複数の蒸発チューブ１０１は、同一平面を形成している。すなわち、複数の蒸発チューブ１０１は、蒸発チューブ１０１の両側の扁平面がそれぞれ同一平面上に配置されるように、一列に並んで配置されている。
【００２８】
複数の蒸発チューブ１０１における扁平面には、それぞれ、組電池２の電池セル３が接合されている。このため、蒸発チューブ１０１内の熱媒体には、組電池２からの熱が伝わる。
【００２９】
ここで、複数の蒸発チューブ１０１のうち、最も車両前方側に配置された蒸発チューブ１０１を、前方チューブ１０１ａという。前方チューブ１０１ａには、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを検出する液面検出部である液面センサ４が設けられている。なお、液面センサ４の詳細については、後述する。
【００３０】
蒸発タンク１０２、１０３は、複数の蒸発チューブ１０１と連通している。蒸発タンク１０２、１０３は、複数の蒸発チューブ１０１に対して熱媒体の集合または分配を行う。
【００３１】
蒸発タンク１０２、１０３は、蒸発チューブ１０１における長手方向の両端部に一つずつ設けられている。すなわち、蒸発タンク１０２、１０３は、蒸発チューブ１０１における重力方向上端部および下端部に一つずつ設けられている。
【００３２】
蒸発タンク１０２、１０３は、蒸発チューブ１０１の長手方向と直交する方向に延びている。すなわち、蒸発タンク１０２、１０３は、車両前後方向に延びている。蒸発タンク１０２、１０３には、蒸発チューブ１０１が挿入された状態で接合されている。
【００３３】
ここで、二つの蒸発タンク１０２、１０３のうち、重力方向下方側に配置されるとともに蒸発チューブ１０１に対して熱媒体の分配を行うものを、蒸発入口タンク１０２という。二つの蒸発タンク１０２、１０３のうち、重力方向上方側に配置されるとともに、蒸発チューブ１０１から流出する熱媒体の集合を行うものを、蒸発出口タンク１０３という。
【００３４】
蒸発入口タンク１０２は、後述する凝縮器２０にて凝縮した液相熱媒体を蒸発入口タンク１０２内に流入させる液流入口１０２１を有している。液流入口１０２１は、蒸発入口タンク１０２における長手方向の一端側に設けられている。本実施形態では、液流入口１０２１は、蒸発入口タンク１０２における車両前方側の端部に設けられている。
【００３５】
蒸発出口タンク１０３は、蒸気流出口１０３１を有している。蒸気流出口１０３１は、蒸発出口タンク１０３内の熱媒体を凝縮器２０の蒸気流入口２０２１側へ流出させる。蒸気流出口１０３１は、蒸発出口タンク１０３における長手方向の一端側に設けられている。本実施形態では、蒸気流出口１０３１は、蒸発出口タンク１０３における車両前方側の端部に設けられている。
【００３６】
次に、凝縮器２０の構成について、図１を参照しつつ説明する。凝縮器２０は、蒸発器１０で蒸発した熱媒体を、空気と熱交換させて冷却凝縮させる熱交換器である。凝縮器２０は、車両のエンジンルームに配置されている。凝縮器２０は、エンジンルームの最後部に配置されている。凝縮器２０は、蒸発器１０よりも車両の前方側かつ上方側に配置されている。
【００３７】
凝縮器２０は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器である。凝縮器２０は、凝縮チューブ２０１と、凝縮タンク２０２、２０３と、放熱フィン２０４とを備えている。
【００３８】
凝縮チューブ２０１は、熱媒体が流れる凝縮流路を形成する管状部材である。具体的には、凝縮チューブ２０１は、扁平板状に形成された扁平チューブである。
【００３９】
凝縮チューブ２０１は、その長手方向が水平方向と略垂直となるように配置されている。すなわち、凝縮チューブ２０１は、その長手方向が重力方向と略平行となるように配置されている。したがって、凝縮器２０は、凝縮流路において熱媒体が重力方向に流れるように構成されている。
【００４０】
凝縮器２０は、複数の凝縮チューブ２０１を有している。凝縮チューブ２０１は、水平方向において、複数本平行に配置されている。具体的には、複数の凝縮チューブ２０１は、車両前後方向に配置されている。
【００４１】
複数の凝縮チューブ２０１は所定の間隔で互いに積層されている。複数の凝縮チューブ２０１同士の間には、空気が流れる空気通路が形成されている。複数の凝縮チューブ２０１同士の間の空気通路には、放熱フィン２０４が設けられている。本実施形態では、放熱フィン２０４は、波状（すなわちコルゲート状）に形成されている。これにより、複数の凝縮チューブ２０１内を流れる熱媒体と、複数の凝縮チューブ２０１間を流れる空気との熱交換が促進される。
【００４２】
凝縮タンク２０２、２０３は、複数の凝縮チューブ２０１と連通している。凝縮タンク２０２、２０３は、複数の凝縮チューブ２０１に対して熱媒体の集合または分配を行う。凝縮タンク２０２、２０３は、凝縮チューブ２０１における長手方向の両端部に一つずつ設けられている。
【００４３】
凝縮タンク２０２、２０３は、凝縮チューブ２０１の長手方向と直交する方向に延びている。すなわち、凝縮タンク２０２、２０３は、水平方向に延びている。具体的には、凝縮タンク２０２、２０３は、車両前後方向に延びている。凝縮タンク２０２、２０３には、凝縮チューブ２０１が挿入された状態で接合されている。
【００４４】
ここで、二つの凝縮タンク２０２、２０３のうち、重力方向上方側に配置されるとともに、凝縮チューブ２０１に対して熱媒体の分配を行うものを、凝縮入口タンク２０２という。二つの凝縮タンク２０２、２０３のうち、重力方向下方側に配置されるとともに、凝縮チューブ２０１から流出する熱媒体の集合を行うものを、凝縮出口タンク２０３という。
【００４５】
凝縮入口タンク２０２は、蒸気流入口２０２１を有している。蒸気流入口２０２１は、蒸発器１０から流出した熱媒体を凝縮入口タンク２０２内に流入させる。
【００４６】
蒸気流入口２０２１は、凝縮入口タンク２０２における水平方向の一端部に設けられている。具体的には、蒸気流入口２０２１は、凝縮入口タンク２０２における車両後方側の端部に設けられている。蒸気流入口２０２１は、蒸発器１０の蒸気流出口１０３１よりも重力方向上方側に配置されている。
【００４７】
凝縮出口タンク２０３は、液流出口２０３１を有している。液流出口２０３１は、凝縮出口タンク２０３内の液相熱媒体を、蒸発器１０の液流入口１０２１側へ流出させる。
【００４８】
液流出口２０３１は、凝縮出口タンク２０３における水平方向の一端部に設けられている。具体的には、液流出口２０３１は、凝縮出口タンク２０３における車両後方側の端部に設けられている。
【００４９】
ところで、凝縮器２０には、室外送風機６によって空気が送風される。室外送風機６は、車両のエンジンルームに配置されている。室外送風機６は、後述する制御装置５から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、送風能力）が制御される電動送風機である。
【００５０】
室外送風機６の作動を制御することで、凝縮器２０における熱媒体から空気への放熱量を調整することができる。すなわち、室外送風機６は、放熱量調整部の一例に相当する。
【００５１】
室外送風機６の送風量を増加させて、凝縮器２０における熱媒体から空気への放熱量を増加させると、凝縮器２０において熱媒体の凝縮が促進される。これにより、凝縮器２０から流出する液相熱媒体の流量が増加して、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量である蒸発器流入流量が増加する。
【００５２】
一方、室外送風機６の送風量を減少させて、凝縮器２０における熱媒体から空気への放熱量を減少させると、凝縮器２０において熱媒体の凝縮が抑制される。これにより、凝縮器２０から流出する液相熱媒体の流量が減少して、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量である蒸発器流入流量が減少する。
【００５３】
したがって、室外送風機６の作動を制御することで、蒸発器流入流量を調整することができる。すなわち、室外送風機６は、流量調整部の一例に相当する。
【００５４】
次に、熱媒体通路３０の構成について、図１および図２を参照しつつ説明する。熱媒体通路３０は、蒸気通路３０１および液通路３０２を備えている。蒸気通路３０１および液通路３０２は、例えば金属製の配管により形成されている。
【００５５】
蒸気通路３０１は、蒸発器１０から流出した熱媒体を凝縮器２０に導く通路である。具体的には、蒸気通路３０１は、蒸発器１０の蒸気流出口１０３１と凝縮器２０の蒸気流入口２０２１とを接続する通路である。
【００５６】
液通路３０２は、凝縮器２０から流出した液相熱媒体を蒸発器１０側に導く通路である。具体的には、液通路３０２は、凝縮器２０の液流出口２０３１と蒸発器１０の液流入口１０２１とを接続する通路である。
【００５７】
次に、第１実施形態に係る沸騰冷却装置の制御系について、図３を参照しつつ説明する。制御装置５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
【００５８】
そして、制御装置５は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された各種制御対象機器の作動を制御する。制御対象機器には、組電池２および室外送風機６等が含まれている。
【００５９】
また、制御装置５の入力側には、液面センサ４が接続されている。より詳細には、制御装置５の入力側には、液面センサ４の後述する電流センサ４２が接続されている。
【００６０】
本実施形態の制御装置５は、その出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体的に形成されたものである。つまり、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成（すなわち、ハードウェアおよびソフトウェア）が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。各制御部は、制御装置５に対して別体で構成されていてもよい。
【００６１】
例えば、制御装置５のうち、凝縮器２０における放熱量調整部である室外送風機６の作動を制御する構成は、放熱量調整制御部５１である。また、制御装置５のうち、組電池２の出力を調整する構成は、電池制御部５２である。
【００６２】
次に、液面センサ４の構成について、図２および図４を参照しつつ説明する。液面センサ４は、膜部材４１、電流センサ４２および定電圧電源４３を有している。
【００６３】
膜部材４１は、金属により構成されている。膜部材４１は、前方チューブ１０１ａと熱的に接触している。具体的には、膜部材４１は、前方チューブ１０１ａの外表面に設けられている。本実施形態では、膜部材４１は、温度の上昇と共に抵抗が大きくなる温度特性を有する測温抵抗体により構成されている。
【００６４】
膜部材４１は、重力方向（すなわち、前方チューブ１０１ａの長手方向）に延びている。本実施形態では、膜部材４１は、矩形波状に形成されている。
【００６５】
膜部材４１の上端部には、一端側電極４１ａが設けられている。膜部材４１の下端部には、他端側電極４１ｂが設けられている。
【００６６】
電流センサ４２は、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間の電流値を検出する電流検出部である。すなわち、電流センサ４２は、膜部材４１に流れる電流を検出する。電流センサ４２の検出信号は、制御装置５に入力される。定電圧電源４３は、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間に定電圧を印加する。
【００６７】
定電圧電源４３により一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間に定電圧が印加されると、膜部材４１が発熱する。このとき、前方チューブ１０１ａ内に液相熱媒体が存在する部位では、膜部材４１が冷却され、抵抗値が小さくなる。したがって、前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面が高い程、膜部材４１の冷却量が多くなるため、膜部材４１の抵抗値が減少する。
【００６８】
つまり、膜部材４１は、図４に示すような、液面高さの上昇と共に抵抗が小さくなる特性を有している。このため、前方チューブ１０１ａ内の液面が上昇すると、膜部材４１の抵抗が減少し、電流センサ４２で検出される電流値が上昇する。一方、前方チューブ１０１ａ内の液面が低下すると、膜部材４１の抵抗が増加し、電流センサ４２で検出される電流値が低下する。
【００６９】
本実施形態の制御装置５は、定電圧電源４３が印加する定電圧および電流センサ４２の検出結果（すなわち、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間の電流値）から膜部材４１の抵抗値を算出する。そして、制御装置５は、膜部材４１の抵抗値から前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出する。したがって、制御装置５は、算出部の一例に相当する。すなわち、液面センサ４の算出部は、制御装置５の一機能として構成されている。
【００７０】
次に、上記構成における作動を説明する。組電池２の温度が外気温度よりも高い場合、沸騰冷却装置１では、サーモサイフォン現象（換言すれば相変化）によって熱媒体が循環する。
【００７１】
具体的には、蒸発器１０の蒸発チューブ１０１内において、液相熱媒体は組電池２からの熱を吸熱して蒸発して気相熱媒体となる。蒸発器１０で蒸発した気相熱媒体は、蒸気流出口１０３１を介して蒸気通路３０１に流入する。蒸気通路３０１に流入した気相熱媒体は、蒸気通路３０１を上昇して、蒸気流入口２０２１を介して凝縮器２０に流入する。
【００７２】
凝縮器２０の凝縮チューブ２０１内では、蒸気通路３０１から流入した気相熱媒体が空気に放熱して凝縮し、液相熱媒体となる。凝縮器２０で凝縮した液相熱媒体は、液流出口２０３１を介して液通路３０２に流入する。液通路３０２に流入した液相熱媒体は、重力により液通路３０２を流下して、液流入口１０２１を介して蒸発器１０に流入する。
【００７３】
このように沸騰冷却装置１内を熱媒体が循環することによって、蒸発器１０で組電池２を冷却できる。動力を利用することなく沸騰冷却装置１内に熱媒体を循環させることができるので、省動力化を図ることができるとともに、駐車放置時にも組電池２を冷却できる。
【００７４】
続いて、第１実施形態に係る沸騰冷却装置１における蒸発器流入流量の調整制御の内容について、図５を参照しつつ説明する。図５に係る制御プログラムは、制御装置５によって実行される。
【００７５】
ステップＳ１においては、液面センサ４により検出された前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが、予め定めた基準高さを下回っているか否かが判定される。ステップＳ１にて前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが基準高さを下回っていないと判断された場合は、ステップＳ１の処理を繰り返す。一方、前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが基準高さを下回っていると判断された場合は、ステップＳ２へ進む。
【００７６】
ステップＳ２においては、室外送風機６の送風量を増加させて、凝縮器２０における熱媒体から空気への放熱量を増加させる。これにより、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。その後、図５の制御プログラムは終了される。
【００７７】
図５に係る制御プログラムでは、前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが基準高さを下回った際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。これにより、車両の登坂時等、沸騰冷却装置１全体が傾斜することにより前方チューブ１０１ａ内の液面高さが低下した際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させることができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態の沸騰冷却装置１によれば、車両が傾斜することによりで沸騰冷却装置１が傾斜して、蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面高さが低下した際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加することができる。このため、車両の傾斜時に組電池２の発熱量が急増した場合でも、蒸発チューブ１０１内で生じた気泡が液通路３０２に逆流することを抑制できる。これにより、傾斜時の冷却性能を確保することが可能となる。
【００７９】
ところで、図６に示すように、沸騰冷却装置１が搭載された車両１００の登坂時には、車両１００の前部が後部よりも上方に位置する。そのため、沸騰冷却装置１が重力の方向に対して斜めになり、蒸発器１０の複数の蒸発チューブ１０１において、車両前方側に位置する蒸発チューブ１０１程、液相熱媒体の液面高さが低くなる。これにより、車両１００の登坂時には、複数の蒸発チューブ１０１のうち、前方チューブ１０１ａ内において、液相熱媒体の液面高さが最も低くなる。
【００８０】
そして、本実施形態では、前方チューブ１０１ａに液面センサ４を設けている。このため、登坂時に熱媒体の液面高さが最も低くなりやすい前方チューブ１０１ａにおいて、液面高さを検出することができる。これにより、登坂時における冷却性能を確実に確保することが可能となる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７〜図９に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、液面センサ４の配置が異なる。ここで、蒸発器１０における複数の蒸発チューブ１０１のうち、最も車両後方に配置された蒸発チューブ１０１を、後方チューブ１０１ｂという。
【００８２】
図７に示すように、本実施形態の沸騰冷却装置１では、前方チューブ１０１ａおよび後方チューブ１０１ｂの双方に、液面センサ４が設けられている。ここで、前方チューブ１０１ａに設けられた液面センサ４を前方液面センサ４ａといい、後方チューブ１０１ｂに設けられた液面センサ４を後方液面センサ４ｂという。
【００８３】
前方液面センサ４ａは、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さである前方液面高さを検出する。したがって、前方液面センサ４ａは、前方検出部の一例に相当する。後方液面センサ４ｂは、後方チューブ１０１ｂ内における熱媒体の液面の高さである後方液面高さを検出する。したがって、後方液面センサ４ｂは、後方検出部の一例に相当する。
【００８４】
続いて、第２実施形態に係る沸騰冷却装置１における蒸発器流入流量の調整制御の内容について、図８を参照しつつ説明する。図８に係る制御プログラムは、制御装置５によって実行される。
【００８５】
ステップＳ３においては、車両１００が登坂路に入っているか否かが判定される。
【００８６】
車両１００が登坂路に入ると、図７に示すように、車両１００の前部が後部よりも上方に位置する。このため、前方液面高さが後方液面高さよりも小さくなり、後方液面高さと前方液面高さとの差である液面差が生じる。そして、登坂路における車両１００の傾斜角度が大きくなると、液面差が大きくなる。
【００８７】
したがって、本実施形態のステップＳ３においては、液面差が予め定めた基準液面差を上回っている場合に、車両が登坂路に入っていると判定する。つまり、本実施形態のステップＳ３を実行する手段である制御装置５は、前方液面高さおよび他方液面高さに基づいて車両が登坂路に入っているか否かを判定する判定部の一例に相当する。
【００８８】
ステップＳ３にて液面差が基準液面差を上回っておらず、車両１００が登坂路に入っていないと判断された場合は、ステップＳ３の処理を繰り返す。一方、液面差が基準液面差を上回っており、車両１００が登坂路に入っていると判断された場合は、ステップＳ４へ進む。
【００８９】
ステップＳ４においては、室外送風機６の送風量を増加させる。具体的には、図９に示すように、液面差が大きくなるに伴って、室外送風機６の送風能力（すなわち、回転数）を増加させる。これにより、凝縮器２０における熱媒体から空気への放熱量を増加させ、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。その後、図８の制御プログラムは終了される。
【００９０】
図８に係る制御プログラムでは、液面差が基準液面差を上回った際に、車両１００が登坂路に入っていると判定する。そして、液面差が大きい程、傾斜角度が大きいと判定し、液面差が大きくなるに伴って、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。これにより、車両１００が登坂路に入った際に、傾斜角度が大きくなるに伴って、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させることができる。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態の沸騰冷却装置１では、前方液面高さおよび後方液面高さを検出し、後方液面高さと前方液面高さとの差である液面差に基づいて、車両１００が登坂路に入っているか否かを検出する。これによれば、車両１００が登坂路に入って組電池２の発熱量が急増した場合でも、蒸発チューブ１０１内で生じた気泡が液通路３０２に逆流することを抑制できる。これにより、傾斜時の冷却性能を確保することが可能となる。
【００９２】
さらに、本実施形態の沸騰冷却装置１では、液面差に基づいて登坂路の傾斜角度の大きさを検出し、傾斜角度が大きくなるに伴って、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。これによれば、傾斜角度が大きくなり、蒸発チューブ１０１内で生じる気泡量が増加するに伴って、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させることができる。このため、傾斜時の冷却性能を確実に確保することが可能となる。
【００９３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１０および図１１に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比較して、蒸発器１０および液面センサ４の配置が異なる。
【００９４】
図１０に示すように、本実施形態の蒸発器１０における複数の蒸発チューブ１０１は、車両幅方向（すなわち、車両左右方向）に配置されている。ここで、複数の蒸発チューブ１０１のうち、車両幅方向一端部に配置された蒸発チューブ１０１を、一端チューブ１０１ｃという。また、複数の蒸発チューブ１０１のうち、車両幅方向他端部に配置された蒸発チューブ１０１を、他端チューブ１０１ｄという。
【００９５】
本実施形態の沸騰冷却装置１では、一端チューブ１０１ｃおよび他端チューブ１０１ｄの双方に、液面センサ４が設けられている。ここで、一端チューブ１０１ｃに設けられた液面センサ４を一端液面センサ４ｃといい、他端チューブ１０１ｄに設けられた液面センサ４を他端液面センサ４ｄという。
【００９６】
一端液面センサ４ｃは、一端チューブ１０１ｃ内における熱媒体の液面の高さである一端液面高さを検出する。したがって、一端液面センサ４ｃは、一端検出部の一例に相当する。他端液面センサ４ｄは、他端チューブ１０１ｄ内における熱媒体の液面の高さである他端液面高さを検出する。したがって、他端液面センサ４ｄは、他端検出部の一例に相当する。
【００９７】
続いて、第３実施形態に係る沸騰冷却装置１における蒸発器流入流量の調整制御の内容について、図１１を参照しつつ説明する。図１１に係る制御プログラムは、制御装置５によって実行される。
【００９８】
ステップＳ５においては、一端液面センサ４ｃにより検出された一端液面高さが、他端液面センサ４ｄにより検出された他端液面高さを下回っているか否かが判定される。ステップＳ５にて一端液面高さが他端液面高さを下回っていると判断された場合は、ステップＳ６に進む。
【００９９】
ステップＳ６においては、一端液面高さが予め定めた基準高さを下回っているか否かが判定される。ステップＳ６にて一端液面高さが基準高さを下回っていないと判断された場合は、ステップＳ５に戻る。一方、一端液面高さが基準高さを下回っていると判断された場合は、ステップＳ７へ進む。
【０１００】
ステップＳ７においては、室外送風機６の送風量を増加させて、凝縮器２０における熱媒体から空気への放熱量を増加させる。これにより、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。その後、図１１の制御プログラムは終了される。
【０１０１】
また、ステップＳ５にて一端液面高さが他端液面高さを下回っていないと判断された場合は、ステップＳ８に進む。
【０１０２】
ステップＳ８においては、他端液面高さが予め定めた基準高さを下回っているか否かが判定される。ステップＳ８にて他端液面高さが基準高さを下回っていないと判断された場合は、ステップＳ５に戻る。一方、他端液面高さが基準高さを下回っていると判断された場合は、上述したステップＳ７へ進む。
【０１０３】
図１１に係る制御プログラムでは、前記一端液面高さおよび前記他端液面高さのうち低い方の液面高さが前記基準高さを下回った際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。これにより、沸騰冷却装置１全体が車両幅方向に傾斜することにより、一端チューブ１０１ｃおよび他端チューブ１０１ｄのうち一方の内部の液面高さが基準高さより低下した際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させることができる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態の沸騰冷却装置１では、車両幅方向一端部に配置された一端チューブ１０１ｃ、および車両幅方向他端部に配置された他端チューブ１０１ｄの双方に、液面センサ４を設けている。このため、車両１００が車両幅方向に傾斜して、一端チューブ１０１ｃ内または他端チューブ１０１ｄ内における熱媒体の液面高さが低下した際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加することができる。
【０１０５】
これにより、車両１００が車両幅方向に傾斜した際に組電池２の発熱量が急増した場合でも、一端チューブ１０１ｃ内または他端チューブ１０１ｄ内で生じた気泡が液通路３０２に逆流することを抑制できる。したがって、車両幅方向の傾斜時の冷却性能を確保することが可能となる。
【０１０６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１２および図１３に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態と比較して、蒸発器１０の構成が異なる。
【０１０７】
図１２に示すように、本実施形態の沸騰冷却装置１は、複数の蒸発器１０を備えている。各蒸発器１０の構成は、第１実施形態の蒸発器１０と同様である。複数の蒸発器１０は、車両前後方向に並列に配置されている。各蒸発器１０は、蒸発チューブ１０１の積層方向が車両幅方向と平行になるように配置されている。
【０１０８】
ここで、複数の蒸発器１０のうち、最も車両前方側に配置された蒸発器１０を、前方蒸発器１０ａという。前方蒸発器１０ａの蒸発チューブ１０１内には、液面センサ４が設けられている。具体的には、前方蒸発器１０ａにおける車両幅方向一端側の蒸発チューブ１０１には、液面センサ４の膜部材４１が設けられている。これにより、本実施形態の液面センサ４は、前方蒸発器１０ａの蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面の高さを検出することができる。
【０１０９】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の沸騰冷却装置１は、第１実施形態で説明した沸騰冷却装置１と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
ところで、図１３に示すように、沸騰冷却装置１が搭載された車両１００の登坂時には、車両１００の前部が後部よりも上方に位置する。そのため、沸騰冷却装置１が重力の方向に対して斜めになり、複数の蒸発器１０において、車両前方側に位置する蒸発器１０程、液相熱媒体の液面高さが低くなる。これにより、車両１００の登坂時には、複数の蒸発器１０のうち、前方蒸発器１０ａ内において、液相熱媒体の液面高さが最も低くなる。
【０１１１】
そして、本実施形態では、前方蒸発器１０ａに液面センサ４を設けている。このため、登坂時に熱媒体の液面高さが最も低くなりやすい前方蒸発器１０ａにおいて、液面高さを検出することができる。これにより、登坂時における冷却性能を確実に確保することが可能となる。
【０１１２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１４に基づいて説明する。本第５実施形態は、上記第２実施形態と比較して、蒸発器１０の構成が異なる。
【０１１３】
図１４に示すように、本実施形態の沸騰冷却装置１は、複数の蒸発器１０を備えている。各蒸発器１０の構成は、第１実施形態の蒸発器１０と同様である。複数の蒸発器１０は、車両前後方向に並列に配置されている。各蒸発器１０は、蒸発チューブ１０１の積層方向が車両幅方向と平行になるように配置されている。
【０１１４】
ここで、複数の蒸発器１０のうち、最も車両後方側に配置された蒸発器１０を、後方蒸発器１０ｂという。本実施形態の沸騰冷却装置１では、前方蒸発器１０ａに前方液面センサ４ａが設けられており、後方蒸発器１０ｂに後方液面センサ４ｂが設けられている。
【０１１５】
前方液面センサ４ａは、前方蒸発器１０ａの蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面の高さである前方液面高さを検出する。したがって、前方液面センサ４ａは、前方検出部の一例に相当する。後方液面センサ４ｂは、後方蒸発器１０ｂの蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面の高さである後方液面高さを検出する。したがって、後方液面センサ４ｂは、後方検出部の一例に相当する。
【０１１６】
その他の構成および作動は、第２実施形態と同様である。本実施形態の沸騰冷却装置１は、第２実施形態で説明した沸騰冷却装置１と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１５に基づいて説明する。本第６実施形態は、上記第３実施形態と比較して、蒸発器１０の構成が異なる。
【０１１８】
図１５に示すように、本実施形態の沸騰冷却装置１は、複数の蒸発器１０を備えている。各蒸発器１０の構成は、第１実施形態の蒸発器１０と同様である。複数の蒸発器１０は、車両幅方向に並列に配置されている。各蒸発器１０は、蒸発チューブ１０１の積層方向が車両前後方向と平行になるように配置されている。
【０１１９】
ここで、複数の蒸発器１０のうち、車両幅方向一端部に配置された蒸発器１０を一端蒸発器１０ｃといい、車両幅方向他端部に配置された蒸発器１０を他端蒸発器１０ｄという。本実施形態の沸騰冷却装置１では、一端蒸発器１０ｃに一端液面センサ４ｃが設けられており、他端蒸発器１０ｄに他端液面センサ４ｄが設けられている。
【０１２０】
一端液面センサ４ｃは、一端蒸発器１０ｃの蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面の高さである一端液面高さを検出する。したがって、一端液面センサ４ｃは、一端検出部の一例に相当する。他端液面センサ４ｄは、他端蒸発器１０ｄの蒸発チューブ１０１内における熱媒体の液面の高さである他端液面高さを検出する。したがって、他端液面センサ４ｄは、他端検出部の一例に相当する。
【０１２１】
その他の構成および作動は、第３実施形態と同様である。本実施形態の沸騰冷却装置１は、第３実施形態で説明した沸騰冷却装置１と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について図１６に基づいて説明する。本第７実施形態は、上記第１実施形態と比較して、蒸発器流入流量の調整制御の内容が異なっている。
【０１２３】
本実施形態の沸騰冷却装置１では、電池制御部５２は、組電池２の出力を上昇させることで組電池２の発熱量を増加させる。つまり、電池制御部５２は、組電池２の出力を調整することにより、組電池２の発熱量を調整する。したがって、電池制御部５２は、発熱量調整部の一例に相当する。
【０１２４】
続いて、本実施形態に係る沸騰冷却装置１おける蒸発器流入流量の調整制御の内容について、図１６を参照しつつ説明する。図１６に係る制御プログラムは、制御装置５によって実行される。
【０１２５】
ステップＳ９においては、液面センサ４により検出された前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが、予め定めた基準高さを下回っているか否かが判定される。ステップＳ９にて前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが基準高さを下回っていないと判断された場合は、ステップＳ１の処理を繰り返す。一方、前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが基準高さを下回っていると判断された場合は、ステップＳ１０へ進む。
【０１２６】
ステップＳ１０においては、電池制御部５２により組電池２の出力を低下させて、組電池２の発熱量を減少させる。これにより、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。その後、図１６の制御プログラムは終了される。
【０１２７】
図１６に係る制御プログラムでは、前方チューブ１０１ａ内における液相熱媒体の液面高さが基準高さを下回った際に、電池制御部５２により組電池２の出力を低下させて、組電池２の発熱量を減少させる。これにより、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させる。
【０１２８】
したがって、本実施形態の沸騰冷却装置１では、電池制御部５２により組電池２の出力を調整することで、蒸発器流入流量を調整することができる。すなわち、電池制御部５２は、流量調整部の一例に相当する。
【０１２９】
そして、本実施形態の沸騰冷却装置１によれば、車両の登坂時等、沸騰冷却装置１全体が傾斜することにより前方チューブ１０１ａ内の液面高さが低下した際に、蒸発器１０に流入する液相熱媒体の流量を増加させることができる。このため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
（第８実施形態）
上記実施形態では、液面センサ４（より詳細には、制御装置５）は、膜部材４１の抵抗値に基づいて前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出したが、液面センサ４は、電流センサ４２の検出電流値に基づいて液面の高さを算出してもよい。
【０１３１】
膜部材４１は、温度の上昇と共に、抵抗値が大きくなる特性を有している。このため、図１７に示すように、前方チューブ１０１ａ内の液面が上昇して膜部材４１の温度が低下すると、膜部材４１の抵抗が減少し、電流センサ４２で検出される電流値が上昇する。一方、前方チューブ１０１ａ内の液面が低下して膜部材４１の温度が上昇すると、膜部材４１の抵抗が増加し、電流センサ４２で検出される電流値が低下する。
【０１３２】
本実施形態の制御装置５は、電流センサ４２の検出結果（すなわち、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間の電流値）に基づいて、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出する。したがって、制御装置５は、算出部の一例に相当する。
【０１３３】
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０１３４】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について図１８および図１９に基づいて説明する。本第９実施形態は、上記第１実施形態と比較して、液面センサ４の構成が異なる。
【０１３５】
図１８に示すように、本実施形態の液面センサ４は、定電圧電源４３に代えて、定電流電源４３０を有している。定電流電源４３０は、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間に定電流を供給する。
【０１３６】
また、本実施形態の液面センサ４は、電流センサ４２に代えて、電圧センサ４５を有している。電圧センサ４５は、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間の電圧値を検出する電圧検出部である。電流センサ４２の検出信号は、制御装置５に入力される。
【０１３７】
膜部材４１は、温度の上昇と共に、抵抗値が大きくなる特性を有している。このため、図１９に示すように、前方チューブ１０１ａ内の液面が上昇して膜部材４１の温度が低下すると、膜部材４１の抵抗が減少し、電圧センサ４５で検出される電圧値が減少する。一方、前方チューブ１０１ａ内の液面が低下して膜部材４１の温度が上昇すると、膜部材４１の抵抗が増加し、電圧センサ４５で検出される電圧値が増加する。
【０１３８】
本実施形態の制御装置５は、電圧センサ４５の検出結果（すなわち、一端側電極４１ａおよび他端側電極４１ｂ間の電圧値）に基づいて、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出する。したがって、制御装置５は、算出部の一例に相当する。
【０１３９】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の沸騰冷却装置１は、第１実施形態で説明した沸騰冷却装置１と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
【０１４０】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態について図２０〜図２３に基づいて説明する。本第１０実施形態は、上記第１実施形態と比較して、液面センサ４の構成が異なる。
【０１４１】
図２０に示すように、本実施形態の液面センサ４は、膜部材４１に代えて、ＰＴＣサーミスタ（すなわち、正特性サーミスタ）４６ａ〜４６ｃを有している。ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、重力方向（すなわち、前方チューブ１０１ａの長手方向）に複数並んで配置されている。
【０１４２】
本例の液面センサ４は、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃとして、第１サーミスタ４６ａ、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃを有している。３つのＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、重力方向上方側から下方側に向かって、第１サーミスタ４６ａ、第２サーミスタ４６ｂ、第３サーミスタ４６ｃの順に配置されている。
【０１４３】
ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、前方チューブ１０１ａと熱的に接触している。具体的には、ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、前方チューブ１０１ａの外表面に設けられている。ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、図２１に示すように、温度が上昇すると基準温度を境に抵抗値が急激に上昇する温度特性を有している。
【０１４４】
各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃには、定電圧電源４３ａ〜４３ｃおよび電流センサ４２ａ〜４２ｃが接続されている。定電圧電源４３ａ〜４３ｃは、接続された各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃに定電圧を印加する。
【０１４５】
電流センサ４２ａ〜４２ｃは、各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃに流れる電流を検出する電流検出部である。電流センサ４２ａ〜４２ｃの検出信号は、制御装置５に入力される。
【０１４６】
各定電圧電源４３ａ〜４３ｃにより各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃに定電圧が印加されると、各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃが発熱する。このとき、前方チューブ１０１ａ内に液相熱媒体が存在する部位では、ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃが冷却され、抵抗値が小さくなり、ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃを流れる電流の値が大きくなる。
【０１４７】
そして、制御装置５は、各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃに接続された電流センサ４２ａ〜４２ｃの検出結果に基づいて、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出する。したがって、制御装置５は、算出部の一例に相当する。
【０１４８】
具体的には、制御装置５は、まず、前方チューブ１０１ａ内におけるＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃに対応する部位（以下、サーミスタ対応部という）に液相熱媒体が存在するか否かを判定する。すなわち、制御装置５は、各ＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃに接続された電流センサ４２ａ〜４２ｃにより検出された電流値が予め定めた基準電流値を上回っている場合に、サーミスタ対応部に液相熱媒体が存在すると判定する。
【０１４９】
続いて、制御装置５は、上記判定結果から、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出する。すなわち、制御装置５は、サーミスタ対応部に液相熱媒体が存在すると判定されたＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃのうち、最も重力方向上方側に配置されたＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃの位置を、熱媒体の液面の高さとして算出する。
【０１５０】
例えば、図２２に示すように、前方チューブ１０１ａにおいて、第１サーミスタ４６ａと第２サーミスタ４６ｂとの間に熱媒体の液面が存在する場合、第１サーミスタ４６ａは液相熱媒体により冷却がなされない。このため、第１サーミスタ４６ａの温度が高くなり、第１サーミスタ４６ａの抵抗が増加するので、第１サーミスタ４６ａを流れる電流の値が小さくなる。
【０１５１】
一方、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃは液相熱媒体により冷却されるので、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃの温度が低くなる。このため、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃの抵抗が減少し、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃを流れる電流の値が大きくなる。
【０１５２】
このため、図２３に示すように、第１サーミスタ４６ａを流れる電流の値は、基準電流値を下回り、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃを流れる電流の値は基準電流値を上回る。したがって、制御装置５は、第１サーミスタ４６ａのサーミスタ対応部には液相熱媒体が存在せず、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃのサーミスタ対応部に液相熱媒体が存在すると判定する。
【０１５３】
そして、制御装置５は、第２サーミスタ４６ｂおよび第３サーミスタ４６ｃのうち、重力方向上方側に配置された第２サーミスタ４６ｂの位置を、熱媒体の液面の高さとして算出する。
【０１５４】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の沸騰冷却装置１は、第１実施形態で説明した沸騰冷却装置１と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
【０１５５】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態について図２４に基づいて説明する。本第１１実施形態は、上記第１０実施形態と比較して、液面センサ４の構成が異なる。
【０１５６】
図２４に示すように、本実施形態の液面センサ４では、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、並列に接続されて検出回路であるセンサ回路４６０を構成している。電流センサ４２は、センサ回路４６０に流れる電流を検出する電流検出部である。定電圧電源４３は、センサ回路４６０に定電圧を印加する。
【０１５７】
センサ回路４６０は、前方チューブ１０１ａ内の液面高さの上昇と共に抵抗が連続的に小さくなる。換言すると、並列に接続された複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃは、前方チューブ１０１ａ内の液面高さの上昇と共に合成抵抗が連続的に小さくなる。
【０１５８】
このため、前方チューブ１０１ａ内の液面が上昇すると、センサ回路４６０の抵抗（すなわち、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃの合成抵抗）が連続的に減少し、電流センサ４２で検出される電流値が連続的に上昇する。
【０１５９】
本実施形態の制御装置５は、まず、定電圧および電流センサ４２の検出結果からセンサ回路４６０の抵抗値を算出する。すなわち、制御装置５は、定電圧および電流センサ４２により検出された電流値から、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃの合成抵抗値を算出する。
【０１６０】
そして、制御装置５は、センサ回路４６０の抵抗値（すなわち、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃの合成抵抗値）に基づいて、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面の高さを算出する。したがって、制御装置５は、算出部の一例に相当する。
【０１６１】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の沸騰冷却装置１は、第１０実施形態で説明した沸騰冷却装置１と同様に作動して、同様の効果を得ることができる。
【０１６２】
さらに、本実施形態の液面センサ４では、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃを並列に接続している。このため、複数のＰＴＣサーミスタ４６ａ〜４６ｃの合成抵抗が前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面に対して連続的に変化するので、前方チューブ１０１ａ内における熱媒体の液面高さを正確に測定することができる。
【０１６３】
（第１２実施形態）
上記実施形態では、凝縮器２０は熱媒体と空気とを熱交換させる熱交換器であるが、凝縮器２０は熱媒体と種々の冷却用媒体とを熱交換させる熱交換器であってもよい。
【０１６４】
図２５に示す第１実施例のように、凝縮器２０は熱媒体と冷却水回路７０の冷却水とを熱交換させる熱交換器であってもよい。冷却水回路７０は、冷却水が循環する回路である。冷却水回路７０には、凝縮器２０とポンプ７１とが配置されている。ポンプ７１は、冷却水回路７０の冷却水を吸入して吐出する。
【０１６５】
図２６に示す第２実施例のように、凝縮器２０は、沸騰冷却装置１を循環する熱媒体と冷凍サイクル８０の冷媒とを熱交換させる熱交換器であってもよい。冷凍サイクル８０は、圧縮機８１と放熱器８２と膨張弁８３とを備える。
【０１６６】
圧縮機８１は、冷凍サイクル８０の冷媒を吸入して圧縮し吐出する。放熱器８２は、圧縮機８１から吐出された冷媒を放熱させて凝縮させる熱交換器である。膨張弁８３は、放熱器８２で凝縮された冷媒を減圧膨張させる減圧部である。凝縮器２０は、膨張弁８３で減圧膨張された冷凍サイクル８０の冷媒と、蒸発器１０で蒸発した熱媒体とを熱交換させて、冷媒を蒸発させるとともに熱媒体を凝縮させる。
【０１６７】
図２７に示す第３実施例のように、冷凍サイクル８０は、空調用膨張弁８４および空調用蒸発器８５を備えていてもよい。
【０１６８】
空調用膨張弁８４は、放熱器８２で凝縮された冷媒を減圧膨張させる減圧部である。空調用蒸発器８５は、冷凍サイクル８０の冷媒と車室内へ送風させる空気とを熱交換させて車室内へ送風させる空気を冷却する冷却用熱交換器である。空調用膨張弁８４および空調用蒸発器８５は、冷凍サイクル８０の冷媒流れにおいて放熱器８２と並列に配置されている。
【０１６９】
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、第１実施例において、冷却水は外部流体の一例に相当する。第２実施例および第３実施例において、冷媒は外部流体の一例に相当する。
【０１７０】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
【０１７１】
上述の実施形態では、液面センサ４の算出部を、制御装置５の一機能として構成したが、この態様に限定されない。例えば、液面センサ４の算出部を、制御装置５に対して別体で構成してもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
２      組電池（車載機器）
４      液面センサ（液面検出部）
５      制御装置（制御部）
６      室外送風機（流量調整部）
１０    蒸発器
２０    凝縮器
３０    熱媒体通路
５２    電池制御部（流量調整部）
１０１  蒸発チューブ（チューブ）
【図１】
2020200964.tif 000003
【図２】
2020200964.tif 000004
【図３】
2020200964.tif 000005
【図４】
2020200964.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020200964.tif 000008
【図７】
2020200964.tif 000009
【図８】
2020200964.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020200964.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2020200964.tif 000016
【図１５】
2020200964.tif 000017
【図１６】
2020200964.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2020200964.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2020200964.tif 000027
【図２６】
2020200964.tif 000028
【図２７】
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