(57)【要約】【課題】組電池を効率よく冷却可能な冷却プレートを備えるバッテリー装置を提供する。【解決手段】圧縮冷媒の蒸発器として機能する冷却プレート３０に複数の電池モジュールを載置したバッテリー装置において、前記冷却プレート３０にて前記電池モジュールの冷却を可能に成すと共に、冷却プレートに前記圧縮冷媒が流れる往路６２と復路６６とを隣接して設け、前記往路と前記復路との間でかつ前記往路を流れる冷媒と前記復路を流れる冷媒との間での熱移動を抑制する熱移動防止手段を設けたものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮冷媒の蒸発器として機能する冷却プレートに複数の電池モジュールを載置したバッテリー装置において、前記冷却プレートにて前記電池モジュールの冷却を可能に成すと共に、冷却プレートに前記圧縮冷媒が流れる往路と復路とを隣接して設け、前記往路と前記復路との間でかつ前記往路を流れる冷媒と前記復路を流れる冷媒との間での熱移動を抑制する熱移動防止手段を設けたことを特徴とするバッテリー装置
【請求項２】
前記冷却プレートと前記電池モジュールとの間には熱伝導性を有する絶縁シートを設けることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー装置。
【請求項３】
前記熱伝導防止手段は、前記往路と前記復路との間に形成された溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリー装置。
【請求項４】
前記溝には断熱部材を設けることを特徴とする請求項３に記載のバッテリー装置。
【請求項５】
前記圧縮冷媒は車載された冷媒圧縮機で圧縮された冷媒であり、この冷媒は当該冷媒の蒸発作用にて車内を冷房する蒸発器に供給される冷媒から分岐して得られることを特徴とする請求項３に記載のバッテリー装置。
【請求項６】
前記分岐した圧縮冷媒の供給量は前記プレートの復路を経た後の冷媒の温度に基づいて決められること特徴とする請求項５に記載のバッテリー装置。
【請求項７】
前記電池モジュールは太陽光発電装置、燃料電池等で発電された電力を充電し、この充電された電荷を放電して直流電力もしくは交流電力に変換して利用可能に成すと共に、前記電池モジュールが蓄電もしくは放電している際に前記圧縮冷媒を前記プレートに供給する制御部を有することを特徴とする請求項３に記載のバッテリー装置。
【請求項８】
少なくとも単位時間当たりの充電量または単位時間当たりの放電量のいずれか一方の値に基づいて前記圧縮冷媒の供給量を補正することを特徴とする請求項７に記載のバッテリー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器として機能する冷却プレートに組電池を載置したバッテリー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリー装置において、複数の電池モジュールを配列することによって構成した組電池とこの組電池を冷やすための冷却プレートとを熱交換可能に一体的に構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４８１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述した冷却プレートの内部に冷却が流れる冷媒流路を設け、この冷却プレートを冷媒が蒸発（気化）する蒸発器として機能させ、冷媒が蒸発する際の吸熱作用によりこの組電池を冷却することを考える。この場合、組電池を冷却するということを踏まえた上で、冷却プレートと組電池とを効率よく冷却できる構成を求めるニーズがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、組電池を効率よく冷却可能な冷却プレートを備えるバッテリー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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、圧縮冷媒の蒸発器として機能する冷却プレートに複数の電池モジュールを載置したバッテリー装置において、前記冷却プレートにて前記電池モジュールの冷却を可能に成すと共に、冷却プレートに前記圧縮冷媒が流れる往路と復路とを隣接して設け、前記往路と前記復路との間でかつ前記往路を流れる冷媒と前記復路を流れる冷媒との間での熱移動を抑制する熱移動防止手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、熱移動防止手段により往路と復路との間における熱移動が妨げられるため、復路が発する過熱により往路を流通する冷媒に悪影響を及ぼすことが防止され、冷却効率の向上を図ることができる。
【０００８】
ここで、上記発明のバッテリー装置において、前記冷却プレートと前記電池モジュールとの間には熱伝導性を有する絶縁シートを設けるようにしてもよい。この構成によれば、電池が載置される載置面が偏って冷却されることが防止され、これにより、載置面に載置された電池を均一に冷却でき、電池の冷却効率を向上することができる。
【０００９】
また、上記発明のバッテリー装置において、前記熱伝導防止手段は、前記往路と前記復路との間に形成された溝であるようにしてもよい。この構成によれば、溝によって、往路と復路との間の熱移動を妨げることができる。
【００１０】
また、上記発明のバッテリー装置において、前記溝に断熱材を設けたようにしてもよい。この構成によれば、往路と復路との間の熱移動をさらに妨げることができる。
【００１１】
また、前記圧縮冷媒は車載された冷媒圧縮機で圧縮された冷媒であり、この冷媒は当該冷媒の蒸発作用にて車内を冷房する蒸発器に供給される冷媒から分岐して得られようにしてもよい。この構成によれば新たに冷媒回路を設けなくとも、既存の車載の冷媒回路から冷媒圧縮機で圧縮された冷媒を分岐できるのでバッテリー装置を小型軽量化が図れるものである。  また、前記分岐した圧縮冷媒の供給量は前記プレートの復路を経た後の冷媒の温度に基づいて決められるようにしてもよく、この構成によれば組電池を冷却するに要する冷媒を必要量に制御することができ車内の冷房も確保できるものである。
【００１２】
また、前記電池モジュールは太陽光発電装置、燃料電池等で発電された電力を充電し、この充電された電荷を放電して直流電力もしくは交流電力に変換して利用可能に成すと共に、前記電池モジュールが蓄電もしくは放電している際に前記圧縮冷媒を前記プレートに供給する制御部を有するようにしてもよく、このような構成を有することによって、太陽光発電装置等からの充電量に応じた組電池の冷却が行え、太陽光発電装置等からの発電電力を効率良く利用することが可能になる。
【００１３】
また、少なくとも単位時間当たりの充電量または単位時間当たりの放電量のいずれか一方の値に基づいて前記圧縮冷媒の供給量を補正するようにしてもよく、太陽光発電装置等からの充電量に応じた冷却が行え、組電池を必要以上に冷却することなく太陽光発電装置等の発電電力を効率よく蓄電できるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、組電池を効率よく冷却可能な冷却プレートを備えるバッテリー装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る冷却装置の構成を示す図である。
【図２】冷却装置の斜視図である。
【図３】冷却プレートの構成を模式的に示す図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】冷却プレートにおける冷媒の温度変化を示すグラフである。
【図６】第２実施形態に係る冷却プレートの構成を模式的に示す図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】車載の冷媒回路から分岐した冷媒を用いる際の概略図である。
【図９】減圧装置の弁開度を制御する際の動作の実施例を示すフローチャートである。
【図１０】発電装置から発電された電力をバッテリー装置へ蓄電する際の概略図である。
【図１１】減圧装置の絞り量の制御する際のフローチャートの実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本実施形態に係るバッテリー装置１００の構成を示す図であり、図２は、バッテリー装置１００の斜視図である。図１に示すバッテリー装置１００は、例えば、電動機を駆動源としたハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される車載用のバッテリー装置１００で、素電池２１（電池モジュール）を組みにして構成した組電池２０と、この組電池２０が載置され、組電池２０を冷却する冷却プレート３０と、を備えている。この冷却プレート３０の冷媒流入口側及び冷媒出口側にはそれぞれ冷媒流路５１、５２が接続されている。冷却プレート３０は冷媒流路５１、５２を介して圧縮機（冷媒圧縮機）５３、凝縮器５４及び減圧器５５に接続され、これらと共に冷凍サイクル５０を構成している。
【００１８】
この冷凍サイクル５０は冷媒にフロン系冷媒、混合冷媒、自然冷媒、温暖化係数が小さい冷媒などが用いられ、圧縮機５３で圧縮され高温高圧となった冷媒が凝縮器で冷却され低温高圧（液化した状態、又は超臨界状態で冷却された状態）となり、次いで減圧器５５で冷媒の流量が絞られ冷却プレート３０へ供給される。この冷却プレートでは冷媒の流路体積に対して冷媒流量が少なくなるように減圧器５５で冷媒の流量が絞られているので冷媒は低圧状態となり蒸発（気化）する。この際の気化熱が冷却プレート３０を介して組電池から得られる。すなわち、この気化熱分組電池３０が冷却される。冷却プレート３０で気化したガス状の冷媒は圧縮機５３で再び圧縮され、以後このサイクルを繰り返して継続的に組電池を冷却するものである。
【００１９】
各素電池（電池モジュール）２１は、その内部に正極及び負極をセパレーターを介して巻回した発電要素を含む非水電解質二次電池を、アルミニウム又はアルミニウム合金製の角型平板状のケースに収納して構成されている。非水電解質二次電池には、例えば、リチウムイオン二次電池等が好適に用いられる。
【００２０】
組電池２０は、図２に示す様に、上記の様な複数の角型の素電池２１を幅方向に積層し、図示せぬ固定枠で結束することで、略直方形状に構成されている。組電池２０は、互いに隣り合って配置される素電池２１間に絶縁シート２２が介在されている。この絶縁シート２２により、各素電池２１同士の絶縁が図られており、また、各素電池２１同士が隙間なく密接されている。
【００２１】
図２に示すように、本実施の形態の冷却プレート３０は薄板状に形成されており、冷却プレート３０の一方の面は、組電池２０が載置される載置面３１となっている。この載置面３１に組電池２０の底面２４が対向した状態で、組電池２０が熱伝導性及び絶縁性を有するシートを介して載置面３１に載置される。
【００２２】
図３は本実施の形態の冷却プレート３０の構成を模式的に示した図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図を模式的に示す図である。なお、図３では、冷却プレート３０の内部の説明のため、冷却プレート３０の内部に設けられた流路が見える状態となっている。
【００２３】
本実施形態に係る冷却プレート３０は、冷媒流路５１に接続され、冷却プレート３０内に冷媒を導入する導入配管６０と、冷媒流路５２に接続され、冷却プレート３０内の冷媒を導出する導出配管６１とを備えている。
【００２４】
導入配管６０は、図３に示すように、冷却プレート３０の内部において、冷却プレート３０の一端３０ａ（導入配管６０の貫通部が設けられている側の端）に近い位置で、６つの分岐点６３Ａ−分岐点６３Ｆから往路６２Ａ−往路６２Ｆに分岐している。この往路６２Ａ−往路６２Ｆのそれぞれは、冷却プレート３０の長手方向に沿って平行に延在し、冷却プレート３０の他端３０ｂ（基端と反対側の端）に近い位置まで延びている。
【００２５】
そして、他端３０ｂに近い位置まで延在した往路６２Ａ−往路６２Ｆのそれぞれは、折り返し点６５Ａ−折り返し点６５Ｆにおいて折り返し、復路６６Ａ−復路６６Ｆとなって冷却プレート３０の長手方向に向かって平行に延在し、冷却プレート３０の一端３０ａに近い位置まで延びている。そして、一端３０ａに近い位置まで延出した復路６６Ａ−復路６６Ｆのそれぞれは、結合点６７Ａ−結合点Ｋ６７Ｆにおいて導出配管６１と結合されている。
【００２６】
図３に示すように、折り返し点６５Ａにおいて結合している１組の往路６２Ａ及び復路６６Ａから成る往復路７０Ａにおいて、往路６２Ａ及び復路６６Ａは、互いに隣接した状態で平行に延在している。同様に、往路６２Ｂ及び復路６６Ｂからなる往復路７０Ｂにおいて、往路６２Ｂと、復路６６Ｂとは互いに隣接した状態で平行に延在している。さらに、往復路７０Ａと、往復路７０Ｂは隣接して配置されており、往復路７０Ａの復路６６Ａと、往復路７０Ｂの往路６２Ｂとが互いに隣接した状態で平行に延在している。このように、冷却プレート３０では、往復路７０Ｃの復路６６Ｃと往復路７０Ｄの復路６６Ｄとが復路どうしで隣接していることを除き、往路と復路とが交互に設けられている。
【００２７】
図４に示すように、冷却プレート３０は、載置面３１が形成された載置層７１と、この載置層７１の載置面３１と反対の面側に設けられた冷媒流路層７２と、この冷媒流路層７２の載置層７１側の面と反対の面側に設けられた下層７３とを備えている。
【００２８】
載置層７１は、アルミ等の高い熱伝導性を有する金属を含む材料にて構成された平板状のプレートであり、組電池２０が載置される側の面に載置面３１が形成されている。載置層７１は、冷却プレート３０の内部に設けられた往路６２Ａ−往路６２Ｆ、復路６６Ａ−復路６６Ｆを含む流路と、電池との間における熱交換を媒介する部材である。このように、熱伝導性を有する平板状のプレートに組電池２０が載置された上で、当該組電池２０が冷却されるため、組電池２０の底面２４を均一に冷却することができ、組電池２０の冷却向上が図られる。また、電池温度均一化も実現できる。
【００２９】
冷媒流路層７２は、上述した往路６２Ａ−往路６２Ｆ、復路６６Ａ−復路６６Ｆを含む流路が設けられる層であり、例えば、熱拡散用のアルミプレートに、冷媒用マイクロチューブ配管（管径が１〜３ｍｍ程度）が溶接されている。冷媒流路層７２において、各往路と各復路との間のそれぞれには、溝７５が形成されている。溝７５は、図４に示すように、下層７３及び冷媒流路層７２が一体的に切り欠かれて形成されている。この溝７５については、後に詳述する。
【００３０】
次いで、上記冷凍サイクル５０における冷媒の流れを説明する。
【００３１】
図１及び図３を参照して、圧縮機５３により圧縮された冷媒は、凝縮器５４において冷却されて液冷媒となり減圧器５５に流入する。減圧器５５において冷媒の流量が絞られ、冷媒流路５１に接続された導入配管６０を通って冷却プレート３０内に導入される。
【００３２】
導入配管６０を通って冷却プレート３０内に導入された冷媒は、分岐点６３Ａ−分岐点６３Ｆにおいて分岐し、往路６２Ａ−往路６２Ｆのそれぞれへ流入する。そして、往路６２Ａ−往路６２Ｆ内を折り返し点６５Ａ−折り返し点６５Ｆに向かって流れ、この折り返し点６５Ａ−折り返し点６５Ｆを介して復路６６Ａ−復路６６Ｆのそれぞれへ流入する。復路６６Ａ−復路６６Ｆへ流入した冷媒は、結合点６７Ａ−結合点６７Ｆに向かって流れ、これら結合点６７Ａ−結合点６７Ｆを介して導出配管６１に流入し、導出配管６１によって冷却プレート３０の外へ導出されると共に、導出配管６１を介して、この導出配管６１に接続された冷媒流路５２へ流入し、この冷媒流路５２を介して圧縮機５３に吸入される。
【００３３】
冷却プレート３０内に設けられた往路６２Ａ−往路６２Ｆ及び復路６６Ａ−復路６６Ｆを流れる過程において、冷媒は、冷却プレート３０の熱を奪って蒸発（気化）し、ガス状となる。そして、組電池２０と冷却プレート３０との間で熱交換が行われ、この気化熱の分組電池２０が冷却される。
【００３４】
図５は、分岐点から結合点に移動する冷媒の温度変化を明示するグラフであり、横軸に冷媒の位置を、縦軸に冷媒温度を示している。
【００３５】
冷却プレート３０において、例えば、往復路７０Ａを流れる冷媒は、分岐点６３Ａから結合点６７Ａに至る過程で、以下のような温度変化を起こすことが想定される。すなわち、図５の矢印Ｙ１に対応するグラフを参照して、分岐点６３Ａから結合点６７Ａに向かって流れる冷媒は、蒸発によって冷媒の気化がすすみ、結合点６７Ａに近いドライアウトポイントＸにおいて、ほぼ完全な気体となる。ドライアウトポイントＸまでは、気体と液体とが混合した状態であり、冷媒の温度は略一定であるものの、ドライアウトポイントＸ以降は、所定の過熱度が生じる。すなわち冷媒の温度が組電池からの熱伝達量に応じて上昇していく。
【００３６】
しかしながら、本実施形態では、往復路７０Ａの往路６２Ａと復路６６Ａとが隣接した状態で平行に延在している。従って、往路６２Ａと復路６６Ａとの間に、これら往路６２Ａと復路６６Ａとの間における熱交換を妨げるような手段を設けない場合、往路６２Ａと、復路６６Ａとの間で熱交換が行われ、過熱度を生じた冷媒が流通する復路６６Ａによって往路６２Ａを流通する冷媒が加熱（往路６２Ａを流れる冷媒の気化熱で復路６６Ａを流れる冷媒が冷却）され、これにより、図５の矢印Ｙ２に対応するグラフに示すように、ドライアウトポイントが、ドライアウトポイントＸから、このドライアウトポイントＸよりも分岐点側に存在するドライアウトポイントＹへ移行してしまい、オーバーシュートが生じる事態が発生する。この事態が発生した場合、さらに、冷却プレート３０内で大きな温度差が生じ、電池を均一に冷却できない事態が生じ得る。このことは、往復路７０Ｂ−往復路７０Ｆについても同様である。
【００３７】
これを踏まえ、本実施形態では、冷却プレート３０において隣接する往路と復路との間における熱移動を妨げるべく、各往路と各復路との間に溝７５が設けられている。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、往路６２Ａと復路６６Ａとの間に、冷媒流路層７２、及び、下層７３を一体的に切り欠いて形成された溝７５１が設けられている。溝７５１が存在しない場合、往路６２Ａと復路６６Ａの間に介在する冷媒流路層７２及び下層７３を媒介として、往路６２Ａ及び復路６６Ａとの間で熱交換が行われていたが、この溝７５１により、往路６２Ａと復路６６Ａとの間で行われる熱交換が妨げられることとなる。同様に、図４に示すように、復路６６Ａと、往路６２Ｂとの間に溝７５２が設けられ、この溝７５２により復路６６Ａと、往路６２Ｂとの間における熱交換が妨げられる。このようにして、冷却プレート３０内において、互いに隣接する往路と復路との間に溝７５が設けられ、互いに隣接する往路と復路との間の熱交換が妨げられている。これにより、図５を用いて説明したように、図５におけるドライアウトポイントＸが、当該ドライアウトポイントＸよりも分岐点ＰＡ側のドライアウトポイントＹへ移行してしまい、オーバーシュートが生じる事態が発生したり、また、冷却プレート３０内で大きな温度差が生じ、電池を均一に冷却できないという事態が発生したりすることが防止され、冷却プレート３０による冷却効率の向上が図られている。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態では、蒸発器として機能する冷却プレート３０に組電池２０を載置したバッテリー装置１００において、冷却プレート３０の載置面３１に沿って冷却プレート３０の内部に往路６２Ａ−往路６２Ｆを含む流路を往復させ、隣接する往路と復路との間に、往路と復路との間における熱移動を妨げる溝７５（熱移動防止手段）を設けた。
【００４０】
これによれば、電池が載置される載置面３１に沿って往路と復路とを往復させることにより、これら流路を流通する冷媒によって載置面３１を効率よく冷却でき、電池の冷却効率を向上することができると共に、溝７５により往路と復路との間における熱移動が妨げられるため、復路が発する熱により往路を流通する冷媒に悪影響を及ぼすことが防止され、さらなる冷却効率の向上を図ることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、冷却プレート３０は、載置層７１と、冷媒流路層７２とを備え、この冷媒流路層７２に溝７５を設けた。
【００４２】
これによれば、載置面３１が偏って冷却されることが防止され、これにより、載置面３１に載置された組電池２０を均一に冷却でき、組電池２０の冷却効率を向上することができると共に、往路及び復路が設けられた冷媒流路層７２に溝７５を設けることにより、冷媒流路層７２において、復路が発する熱により往路を流通する冷媒に悪影響を及ぼすことを防止され、さらなる冷却効率の向上を図ることができる。
（実施の形態２）
次いで第２実施形態について説明する。
【００４３】
図６は本実施の形態の冷却プレート８０の構成を模式的に示した図である。図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を模式的に示す図である。なお、図６では、冷却プレート８０の内部の説明のため、冷却プレート８０の内部に設けられた冷媒流路が見える状態となっている。
【００４４】
本実施形態に係る冷却プレート８０は、扁平多穴（マイクロチャネル）型の熱交換器である。冷却プレート８０をこの型の熱交換器とすることにより、管内側の伝熱面積が大きくなるので、熱交換効率が高く、コンパクト化でき、結果的にバッテリー装置１００のコンパクト化を図ることができる。
【００４５】
図６に示すように、冷却プレート８０の一端８０ａ側には第一ヘッダ部８１が設けられている。この第一ヘッダ部８１は中空構造とされ、冷媒流路５１が接続される冷媒流路接続部８２が設けられている。第一ヘッダ部８１は、第一往路部８３、及び、第二往路部８４と接続されている。第一往路部８３には、９本のチューブ状の往路８５が長手方向に沿って平行に延在しており、同様に、第二往路部８４には、９本のチューブ状の往路８５が長手方向に沿って平行に延在している。第一ヘッダ部８１は、第一往路部８３の各往路の一端８０ａ側の端、及び、第二往路部８４の各往路の一端８０ａ側の端と連通している。冷媒流路５１を介して第一ヘッダ部８１に流入した冷媒は、第一ヘッダ部８１を介して第一往路部８３の各往路８５、及び、第二往路部８４の各往路８５に分流し、他端８０ｂ側に向かって流れる。
【００４６】
第一往路部８３及び第二往路部８４の他端３６Ａ側には、第一往路部８３、及び、第二往路部８４に接続された第二ヘッダ部８７が設けられている。第二ヘッダ部８７は第一ヘッダ部８１と同様に中空構造とされ、第一往路部８３の各往路８５の他端８０ｂ側の端、及び、第二往路部８４の各往路８５の他端８０ｂ側の端と連通している。
【００４７】
第二ヘッダ部８７には、さらに、第一復路部８８及び第二復路部８９が接続されている。第一復路部８８には、９本のチューブ状の復路９０が長手方向に沿って平行に延在しており、同様に、第二復路部８９には、９本のチューブ状の復路９０が長手方向に沿って平行に延在している。第二ヘッダ部８７は、第一復路部８８の各復路９０の他端８０ｂ側の端、及び、第二復路部８９の各復路９０の他端８０ｂ側の端と連通している。第一往路部８３の各往路８５、及び、第二往路部８４の各往路８５から流出した冷媒は、この第二ヘッダ部８７を介して、第一復路部８８の各復路９０、及び、第二復路部８９の各復路９０に流入する。
【００４８】
第一復路部８８及び第二復路部８９の一端８０ａ側には第三ヘッダ部９１が設けられている。この第三ヘッダ部９１も第一ヘッダ部８１及び第二ヘッダ部８７と同様に中空構造とされ、冷媒流路５２が接続される冷媒流路接続部９２が設けられている。この第二ヘッダ部８７には、第一復路部８８の各復路９０の一端８０ａ側の端、及び、第二復路部８９の各復路９０の一端８０ａ側の端が連結されている。第二ヘッダ部８７を介して第一復路部８８の各復路９０、及び、第二復路部８９の各復路９０に流入した冷媒は、第三ヘッダ部９１に向かって流れ、第三ヘッダ部９１を介して冷媒流路５２に流入し、この冷媒流路５２を介して圧縮機５３に吸入される。
【００４９】
また、図７に示すように、第１実施形態に係る冷却プレート３０と同様、冷却プレート８０は、載置層９３と、冷媒流路層９４と、下層９５とを備えており、載置層９３に組電池２０が載置される載置面９６が形成され、冷媒流路層９４に、第一往路部８３及び第二往路部８４が備える往路８５、第一復路部８８及び第二復路部８９が備える復路９０が設けられる。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態に係る冷却プレート８０では、図６中左から順に、第一往路部８３、第二往路部８４、第一復路部８８、第二復路部８９が並んで配置されている。従って、複数の往路８５を備える第二往路部８４と、複数の復路９０を備える第一復路部８８とが互いに隣接した状態で平行に延在した状態となる。ここで、第二往路部８４の往路８５と第一復路部８８の復路９０との間で熱交換が行われた場合、上述した第１実施形態と同様の理由により、オーバーシュートが生じる事態や、冷却プレート８０内で大きな温度分布が生じ、電池を均一に冷却できない事態が発生し、冷却効率が低下してしまう可能性がある。
【００５１】
これを踏まえ、本実施形態では、図７に示すように、第二往路部８４と、第一復路部８８との間に溝９７が設けられている。この溝９７は、冷媒流路層９４及び下層９５を一体的に切り欠いて形成されている。この溝９７により、第二往路部８４と、第一復路部８８との間における熱交換が妨げられ、第二往路部８４と第一復路部８８との間で熱交換が行われることに起因してオーバーシュートが生じる事態や、冷却プレート３０内で大きな温度分布が生じ、電池を均一に冷却できない事態が発生することを防止でき、冷却効率の向上を図ることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態に係る冷却プレート８０は、複数の往路８０と、複数の復路９０とを備えているものの、互いに隣接する往路８０と復路９０とが１組である。このように、複数の往路８０と復路９０のうち、互いに隣接する往路８０と復路９０とが１組となるように、冷却プレート８０内において往路８０と復路９０とを配置することにより、第１実施形態のように互いに隣接する往路と復路が多数組存在する場合と比較して、往路８０と復路９０との間における熱移動を大きく減少させることができる。
【００５３】
このように、本実施形態では、互いに隣接する往路８０と復路９０とが１組となるように、冷却プレート８０内において往路８０と復路９０とを配置しており、往路８０と復路９０との間における熱移動が非常に少ないため、溝９７を設けない場合であっても、オーバーシュートが生じる事態や、冷却プレート８０内で大きな温度分布が生じ、電池を均一に冷却できない事態が発生し、冷却効率が低下してしまうことを防止することができる。
【００５４】
特に、本実施形態では、第１実施形態と比較して、往路８０と、復路９０とのそれぞれの数が多く、かつ、第１実施形態に係る往路６２及び復路６６と比較して往路８０と復路９０のそれぞれの径が小さく形成されているため、１つの往路８０と１つの復路９０とからなる１パスあたりの伝熱面積が小さくなる。また、溝７５、９７に断熱材を設けるようにしてもよい。この構成によれば、隣接する往路（往路部）と復路（復路部）との間における熱交換をより妨げることができる。
（実施の形態３）
図８は車載の冷媒回路から分岐した冷媒でバッテリー装置１００の組電池２０の冷却を行う際の概略図である。
【００５５】
この図において、冷媒回路は回転数を変えることによって能力を変えることができる冷媒圧縮機２０１、冷媒の流れる方向を変える（実線状態で冷房運転／点線状態で暖房運転）四方切換弁２０２、プロペラファンなどの送風機によって矢印の方向に送風され冷媒を冷却（冷房運転時）／加熱（暖房運転時）する熱源側熱交換器２０３、制御信号に基づいて冷媒の流量を調節する減圧装置２０４、シロッコファンなどの送風機によって矢印の方向に送風され冷媒を加熱（冷房運転時）／冷却（暖房運転時）する利用側熱交換器２０５、気液分離を行った後気体を冷媒圧縮機の吸い込み側へ供給するアキュムレータ２０６から構成されている。冷房運転時には、冷媒圧縮機２０１で圧縮された高温高圧の冷媒（例えば、冷媒はＲ１３４ａで説明するがこの冷媒に限るものではない）は四方切換弁２０２を実線の方向へ流れ熱源側熱交換器（凝縮器として作用）２０３へ至る。高温高圧の冷媒この熱交交換器２０３で送風機の送風で冷却され低温高圧の冷媒となり減圧装置２０４でその流量が調節された後利用側熱交換器（蒸発器として作用）２０５に至る。低温高圧の冷媒は利用側熱交換器２０５で減圧され蒸発（気化）し、この際の気化熱で送風機にてこの熱交換器２０６を通過する空気を冷却するものである。すなわち利用側熱交換器２０５で冷房運転が行われるものである。この熱交換器２０５で加熱気化された後の低温低圧の冷媒は四方切換弁２０２の実線の方向へ流れた後アキュムレータ２０６へ至る。アキュムレータ２０６では利用側熱熱交換器２０５で気化しなかった液冷媒と気体の冷媒とを分離し気体の冷媒を冷媒圧縮機２０１へ供給する。暖房運転の際は四方切換弁２０２での冷媒の流れが点線の流れとなり利用側熱交換器（凝縮器として作用）２０５で高温高圧の冷媒が放熱し、熱源側熱交換器（蒸発器として作用）２０３で冷媒が気化することによって利用側熱交換器２０５に暖房運転が行われる。
【００５６】
バッテリー装置１００は実施の形態１、実施の形態２に用いたものと同様のものを用いることができるので実施の形態１で用いた符号を付して詳細の説明は省略する。
【００５７】
２１０、２１１は夫々電磁開閉弁であり、電磁弁２１０は減圧装置２０４と利用側熱交換器２０５との間の冷媒配管から冷媒を分岐できるように接続され、電磁弁２１１は減圧装置２０４と熱源側熱交換器２０３との間の冷媒配管から冷媒を分岐できるように接続され、冷媒回路が冷房運転の際は電磁弁２１１が開き電磁弁２１０が閉じる。また冷媒回路が暖房運転の際は電磁弁２１１が閉じ電磁弁２１０が開くものである。すなわち冷媒回路中の低温高圧の冷媒を分岐させるものである。尚、これら電磁弁は冷媒の高圧が一定上確保できれば一方弁に置き換えることも可能である。
【００５８】
２１２は減圧装置であり冷却プレート３０へ供給される冷媒の流量を調節するものである。この減圧装置２１２はその流路を全開から全閉まで５１２ステップの開度に変えることができるものであり、基本制御は図９のフローチャートで説明する。
【００５９】
２１３は一方弁であり冷却プレート３０で吸熱して気化した冷媒をアキュムレータ２０６へ導くものである。この分岐回路を設けることにより組電池２０を冷媒回路から分岐した冷媒で冷却することができるものである。
【００６０】
２１４は温度センサであり、冷却プレート３０から戻る冷媒の温度を検出するものであり、適選取り付け位置を変更することができるものである。
【００６１】
図９は減圧装置２１２の弁開度をステップ単位で制御する際の動作の一実施例を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、Ｒからスタートし、ステップＳ１で運転（当該バッテリー装置を搭載した自動車の運転）のＯＮ／ＯＦＦを判断し、ＯＦＦの場合はステップＳ２で弁開度を全閉としてＲへ戻る。
【００６２】
ステップＳ１で運転（ＯＦＦでない）が判断されたときは冷媒圧縮機２０１の運転信号を出力した後、ステップＳ３へ進み、このステップＳ３で運転開始（運転状態がＯＦＦ→ＯＮに変わったか否か）か否かを判断する。運転開始の場合（運転状態がＯＦＦ→ＯＮに変わった場合）はステップＳ４で弁開度を初期（最小開度）５０ｓｔｅｐに設定してＲへ戻り、ステップＳ３の条件を満たさないとき（運転中）はステップＳ５へ進み冷却プレート３０から戻る冷媒の温度（Ｔｉｎ）を温度センサ２１４から入力する。
【００６３】
弁開度は冷却プレート３０から戻る冷媒の温度が所定の温度範囲になるように制御されるものであり、温度Ｔｉｎが高ければ弁開度を開く方向へ制御し冷却プレート３０へ流れる冷媒量を増加させ、温度Ｔｉｎが低くなれば弁開度を閉じる方向へ制御し冷却プレート３０へ流れる冷媒量を減少させる。この弁開度の増減にあわせて同時に冷媒圧縮機２０１の運転能力を増減させる信号を出力し、車内の空調（冷房／暖房）が能力不足や能力過剰に至ることを抑制している。
【００６４】
この温度制御は冷却プレート３０から出る冷媒が気化しさらに過熱度状態であることが判る程度の温度を目標として制御している。すなわち冷媒が気化熱（潜熱）による吸熱が終わっている状態であることを目標として制御している。この実施の形態３では目標温度を３０〜３５度としているが、この温度範囲に限るものではなく、使用する冷媒や冷媒圧縮機の能力、冷却プレートの冷却能力当によって適選設定するものである。
【００６５】
ステップＳ６、ステップＳ７にて、温度Ｔｉｎが３５度以上か、温度Ｔｉｎが３０度以下かを判断し、温度Ｔｉｎが３５度以上の場合はステップＳ８で弁開度を更に１０ｓｔｅｐ開いた新しい弁開度を設定するが、ステップＳ９、ステップＳ１０でその弁開度が最大値５１２ｓｔｅｐを超えた際は５１２ｓｔｅｐを維持するように補正するものである。温度Ｔｉｎが３０度以下の場合は、同様にステップＳ１１で弁開度を更に１０ｓｔｅｐ閉じる新しい弁開度を設定するが、ステップＳ１２、ステップＳ１３でその弁開度が最小値５０ｓｔｅｐを下回った際は５０ｓｔｅｐを維持するように補正するものである。
【００６６】
ステップＳ１３で設定された弁開度に減圧装置２１２の開度を変更するものである。従ってこのフローチャートを実施する毎に減圧装置２１２の弁開度が変更されるものである。尚のこの弁開度の変更周期は例えば数秒に１回程度に設定されている。フローチャートをこの周期で実行してもよく、またステップＳ１３の実行をこの周期毎としても良い。また、この周期は組電池の全体容量に応じて変更してもよく実際の組電池に基づいて適選設定されるものである。
【００６７】
尚、このような制御に加えて、温度Ｔｉｎの変化が大きいとき、組電池からの電流出力が急激に増加したときなどに弁開度をさらに補正するようにしても良いものである。
（実施の形態４）
図１０は太陽光発電装置などの発電装置から発電された電力をバッテリー装置１００へ蓄電する際の概略図である。尚、バッテリー装置１００は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３に用いたものと同様のものを用いることができるので実施の形態１で用いた符号を付して詳細の説明は省略する。
この図において、冷媒回路は例えば冷媒Ｒ１３４ａを用い、運転能力を変えることができる冷媒圧縮機３０１と、凝縮器３０２、減圧装置３０３、蒸発器として作用する冷却プレート３０、アキュムレータ３０４を環状に接続して構成している。各構成の機能は図８の説明に用いた機能・動作と同様であるため詳細説明は省略する。すなわち、冷媒圧縮機３０１から吐出される冷媒は凝縮器３０２で凝縮し、減圧装置３０３で冷媒の流量が絞られ冷却プレート３０で蒸発した後、アキュムレータ３０４で気液分離された後、気体の冷媒が再び冷媒圧縮機３０１へ冷凍サイクルが循環されるものである。
【００６８】
３０５は太陽電池パネルでありその直流出力は昇圧器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）３０６で所定の直流電圧まで昇圧された後、充電器３０７を介して組電池２０に充電される。この充電器３０７では組電池２０の充電状態を監視しながら適切な電流量によって充電が制御されるものである。
【００６９】
３０８は昇圧器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）であり組電池２０の蓄電電荷を利用する際にその電圧を所定の電圧まで昇圧するものである。この昇圧された直流電力は昇圧器３０６で昇圧された直流電力と合流部３０９で合流した後インバータ回路３１０へ供給される。従って、インバータ回路３１０への直流電力の供給は太陽電池パネル３０５から供給される場合、太陽電池パネル３０５と組電池２０との両方から供給される場合、組電池２０から供給され場合との３パターンが可能になるものである。
【００７０】
インバータ回路３１０は直流電力を単相又は三相の交流電力に変換し負荷もしくは系統へ供給するものであり、複数のスイッチング素子をブリッジ状に結線し各スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦして擬似正弦波を作成した後フィルターを介して正弦波とするものである。
【００７１】
３１１は電流センサであり組電池２０へ充電される電流値及び組電池２０から昇圧器３０８へ供給される電流値を検出するものであり、シャント抵抗を用いるものやホール素子を用いるものなどであり限定されるものではない。
【００７２】
図１０は減圧装置３０３の絞り量（冷却プレートの冷却能力）の制御の実施例を示すフローチャートである。図９のフローチャート用いて冷却プレート３０から戻る冷媒の温度を用いて減圧装置３０３の弁開度の制御を行うことができるが、温度Ｔｉｎの変化は組電池２０への充電電流又は放電電流によって生じるため、電流の変化に遅れて温度Ｔｉｎが変化する。この時間遅れを解消するために電流センサ３１１の検出する電流値Ｉｉｎに基づいて弁開度を求め温度Ｔｉｎに基づいて補正を行った後の弁開度に基づいて減圧装置３０３の絞り量（弁開度）を制御するようにしたものである。
【００７３】
図９において、ＲからスタートしステップＳ５１で電流Ｉｉｎの絶対値に基づき弁開度を１次関数に基づいて算出する。ステップＳ５１において、ａは定数であり組電池２０の容量や放熱・発熱特性に基づいて任意に設定するものである。ｂは弁開度の最小値であり、例えば減圧装置３０３では５０ｓｔｅｐである。ステップＳ５２、ステップＳ５３では弁開度が最大値５１２ｓｔｅｐを超えないように上限値を設定している。ステップＳ５２で電流Ｉｉｎの絶対値がＣを超えた際にステップＳ５３で弁開度を５１２ｓｔｅｐに修正するものである。
【００７４】
次いで図９のステップＳ５〜ステップＳ１４と同様の動作を行い、冷却プレート２０から戻る冷媒の温度Ｔｉｎに基づきこの温度Ｔｉｎが７０度〜８０度の範囲を超えている際にステップＳ５１〜ステップＳ５３でもとめた弁開度を増加／減少補正するものであり、この補正された後の弁開度に基づいて減圧装置３０３の開度（絞り量）が制御されるものである。
【００７５】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
２０  組電池（電池）
２１  素電池（電池）
３０、８０  冷却プレート
３１、９６  載置面
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄ、６２Ｅ、６２Ｆ、８５  往路
６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ、６６Ｅ、６６Ｆ、９０  復路
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ、７０Ｅ、７０Ｆ  往復路
７１、９３  載置層
７２、９４  冷媒流路層
７５  溝
９７  溝
１００  バッテリー装置
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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