(57)【要約】【課題】本発明の少なくとも一つの実施形態は、走行中に電池冷却が必要になると予測される場合に、余剰回生電力を用いてあらかじめ、電池冷却に使用する冷媒を冷やしておくことで、効率よく二次電池を冷却できる電池冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】二次電池５を冷却する冷媒サイクル９と、冷媒サイクルを構成する電動コンプレッサ１１と、駆動用モータ７によって発生する回生電力の二次電池への充電が制限される電池状態かを判定する回生充電判定部２１と、二次電池が冷却を必要とする冷却必要温度に上昇する前に、二次電池の温度以外の条件を基に二次電池が、今後冷却必要温度に達することを予測して、二次電池への充電の制限によって生じる余剰回生電力を電動コンプレッサに供給するように制御する事前冷却制御部２３と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用モータを駆動する二次電池を冷却する電動車両の電池冷却装置であって、
前記二次電池を冷却する冷媒サイクルと、
前記冷媒サイクルを構成する電動コンプレッサと、
前記駆動用モータによって発生する回生電力の前記二次電池への充電が制限される電池状態かを判定する回生充電判定部と、
前記二次電池が冷却を必要とする冷却必要温度に上昇する前に、前記二次電池の温度以外の条件を基に前記二次電池が、今後前記冷却必要温度に達することを予測して、前記二次電池への充電の制限によって生じる余剰回生電力を前記電動コンプレッサに供給するように制御する事前冷却制御部と、
を備えることを特徴とする電動車両の電池冷却装置。
【請求項２】
前記事前冷却制御部における冷却開始条件は、回生充電が制限される電池状態であって、車両の外気温度が所定の閾値温度以上であり、且つアクセルがＯＦＦであり、且つ車速が所定の閾値車速以上であることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の電池冷却装置。
【請求項３】
前記電動コンプレッサは、室内空調装置を構成する電動コンプレッサと共用していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両の電池冷却装置。
【請求項４】
前記電動コンプレッサは、室内空調装置を構成する電動コンプレッサとは別個独立に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両の電池冷却装置。
【請求項５】
前記電動コンプレッサを有する冷媒サイクルは、前記二次電池に加えて前記駆動用モータ及びＤＣ―ＤＣコンバータを冷却対象として含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動車両の電池冷却装置。
【請求項６】
前記事前冷却制御部は、前記閾値温度を車両の走行状態に基づいて補正する閾値温度補正部を有することを特徴とする請求項２に記載の電動車両の電池冷却装置。
【請求項７】
前記閾値温度補正部は、車両が高速道路を走行のときに、前記閾値温度を低下させる補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の電動車両の電池冷却装置。
【請求項８】
前記閾値温度補正部は、車両が上り勾配、または下り勾配、または上下繰り返し勾配のいずれかを走行のときに、前記閾値温度を低下させる補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の電動車両の電池冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動車両の電池冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド電気自動車などの電動車両に搭載された駆動用電池（二次電池）は、駆動用モータ（走行用モータ）との間で充放電を行う。この駆動用電池は電池性能や電池寿命のために、電池温度や充電状態などの電池状態に基づいて回生電力の受け入れに制限が設けられている。このため、回生充電時に充電がされずに余剰回生電力が発生することで、エネルギーの利用効率を低下させている。
【０００３】
この余剰回生電力の利用技術として特許文献１、特許文献２が知られている。
特許文献１には段落００３１に、駆動用電池の充電に利用できない余剰回生電力を利用して駆動用バッテリを冷却する冷却ファンを駆動することが示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、回生電力を効率的に利用して、車両の暖機を促進することが示されている。具体的には、電動コンプレッサによって冷媒を圧縮して水冷媒熱交換器によって冷却水を加熱する冷媒サイクルと、水冷媒熱交換器によって加熱された冷却水を循環させて電池を温める電池用冷却水サイクルとを設ける車両用暖機装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６３６８２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、余剰回生電力を利用して駆動用電池を冷却する冷却ファンを駆動することが示されているが、冷却ファンによる冷却風を利用しての冷却のため、冷媒サイクルを用いて冷媒の蒸発潜熱による冷却ほど冷却効果が期待できない。
また、特許文献２には、余剰回生電力を利用して冷媒サイクルの電動コンプレッサを駆動することが示されているが、特許文献２の技術はヒートポンプを作動して、電池を暖機して、電池の充電制限を早期に解除するものである。従って、駆動用電池の冷却を示す技術でない。
【０００７】
一方、駆動用電池は充放電時に発熱するが、電池温度が上昇すると電池性能が低下するばかりでなく寿命も著しく低下するため、電池冷却が必要である。電池冷却のために電力を消費するため、電動車両のＥＶ航続距離（二次電池の電池駆動による航続距離）が減少してしまう問題があり、効率よい電池冷却装置が望まれている。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、走行中に電池冷却が必要になると予測される場合に、余剰回生電力を用いてあらかじめ電池冷却に使用する冷媒サイクルの冷媒を冷やしておくことで、効率よく二次電池を冷却できる電池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】
【０００９】
（１）前述した目的を達成するために発明されたものであって、本発明の少なくとも一つの実施形態は、駆動用モータを駆動する二次電池を冷却する電動車両の電池冷却装置であって、前記二次電池を冷却する冷媒サイクルと、前記冷媒サイクルを構成する電動コンプレッサと、前記駆動用モータによって発生する回生電力の前記二次電池への充電が制限される電池状態かを判定する回生充電判定部と、前記二次電池が冷却を必要とする冷却必要温度に上昇する前に、前記二次電池の温度以外の条件を基に前記二次電池が、今後前記冷却必要温度に達することを予測して、前記二次電池への充電の制限によって生じる余剰回生電力を前記電動コンプレッサに供給するように制御する事前冷却制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成（１）によれば、事前冷却制御部は、二次電池の温度以外の条件を基に二次電池が今後冷却必要温度に達することを予測して、余剰回生電力を電動コンプレッサに供給するので、二次電池温度に基づいて二次電池の冷却が開始される前に電動コンプレッサが作動されて冷媒の冷却が開始される。
【００１１】
このように二次電池への回生充電の制限によって生じる余剰回生電力を無駄にすることなく利用（回収）できるので、二次電池への回生充電が制限されている電池状態のときでも、減速力を得ることができる。
【００１２】
また、余剰回生電力を利用して、冷媒があらかじめ冷却されている状態にあるので、二次電池が冷却必要温度に達して二次電池を冷却する時には、二次電池を素早く冷却でき、二次電池からの消費電力が抑制される。その結果、二次電池による航続距離を増加させることが可能になる。
【００１３】
（２）また、幾つかの実施形態では、前記事前冷却制御部における冷却開始条件は、回生充電が制限される電池状態であって、車両の外気温度が所定の閾値温度以上であり、且つアクセルがＯＦＦであり、且つ車速が所定の閾値車速以上であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成（２）によれば、回生充電が制限される電池状態であるので、例えば、満充電状態であり長距離を走行する(できる)ことによって二次電池は高温状態になる（と予想される）。さらに外気温度が所定の閾値温度以上であり、車速が所定の閾値車速以上であるので、今後二次電池は冷却必要温度に上昇する可能性が高いと予測される。そして、アクセルがＯＦＦであるので、余剰回生電力が発生する状態にある。従って、二次電池が将来的に高温になる状態にあり、且つ余剰回生電力が生じる状態を的確に判定できる。
【００１５】
（３）また、幾つかの実施形態では、前記電動コンプレッサは、室内空調装置を構成する電動コンプレッサと共用していることを特徴とする。
【００１６】
上記構成（３）によれば、室内を素早く冷却できるようになるため、室内空調装置の駆動時に冷却による電力持ち出し量を抑制でき、室内空調使用時の電力低減が見込める。
【００１７】
（４）また、幾つかの実施形態では、前記電動コンプレッサは、室内空調装置を構成する電動コンプレッサとは別個独立に設けられることを特徴とする。
【００１８】
上記構成（４）によれば、二次電池の冷却用の電動コンプレッサと、室内空調用の電動コンプレッサとを、別々に設けるので、それぞれのコンプレッサの配置及び制御の設計の自由度が得られる。その結果、二次電池の冷却用の電動コンプレッサが空調制御のための作動とは関連しないタイミングで作動することによる作動音や振動による乗員へ与える違和感を低減することが可能になる。
【００１９】
（５）また、幾つかの実施形態では、前記電動コンプレッサを有する冷媒サイクルは、前記二次電池に加えて前記駆動用モータ及びＤＣ―ＤＣコンバータを冷却対象として含むことを特徴とする。
【００２０】
上記構成（５）によれば、二次電池の冷却のためだけでなく、駆動用モータ及びＤＣ―ＤＣコンバータをも冷却対象とすることによって、駆動用モータ及びＤＣ―ＤＣコンバータの冷却を効率よく実施可能になる。
【００２１】
（６）また、幾つかの実施形態では、前記事前冷却制御部は、前記外気温度の所定温度を、車両の走行状態に基づいて補正する閾値温度補正部を有することを特徴とする。
【００２２】
上記構成（６）によれば、事前冷却制御部における冷却開始条件の外気温度の所定温度を、車両の走行状態に基づいて補正するので、二次電池の冷却を車両の走行状態に応じてより適切に冷却制御できるようになる。
【００２３】
（７）また、幾つかの実施形態では、前記閾値温度補正部は、車両が高速道路を走行のときに、前記閾値温度を低下させる補正を行うことを特徴とする。
【００２４】
上記構成（７）によれば、車両が高速道路を走行のときには、充放電電力の増加により二次電池の温度上昇が早まるので、それに対応して二次電池の冷媒を早い時期から冷却をすることで、車両の走行状態を反映した効率よい二次電池の冷却が可能になる。
【００２５】
（８）また、幾つかの実施形態では、前記閾値温度補正部は、車両が上り勾配、または下り勾配、または上下繰り返し勾配のいずれかを走行のときに、前記閾値温度を低下させる補正を行うことを特徴とする。
【００２６】
上記構成（８）によれば、車両が上り勾配、または下り勾配、または上下繰り返し勾配のいずれかを走行のときには、充放電電力の増加により二次電池の温度上昇が早まるので、それに対応するために閾値温度補正部は冷媒冷却状態に早期に入るようにして、車両の走行状態を反映した効率よい二次電池の冷却が可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、走行中に電池冷却が必要になると予測される場合に、余剰回生電力を用いてあらかじめ、電池冷却に使用する冷媒サイクルの冷媒を冷やしておくことで、効率よく二次電池を冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の電池冷却制御装置の制御フローチャートである。
【図３】図２のフローチャートにおけるフォワード制御開始条件判定のフローチャートである。
【図４】図２のフローチャートにおけるフォワード制御停止条件判定のフローチャートである。
【図５】本発明の比較例に係る電動車両の電池冷却装置の冷却効果を説明する電池温度及び冷媒温度の概念図である。
【図６】図５に対応し、本発明の一実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の冷却効果を説明する電池温度及び冷媒温度の状態概念図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の冷媒サイクルを示す構成ブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の冷媒サイクルを示す構成ブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の冷媒サイクルを示す構成ブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の冷媒サイクルを示す構成ブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る電動車両の電池冷却装置の電池冷却制御装置を示す構成ブロック図である。
【図１２】図１１の電池冷却制御装置の閾値温度補正部を説明する概念図である。
【図１３】図１１の電池冷却制御装置の閾値温度補正部を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいてより詳細に説明する。
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らに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３０】
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。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。
【００３１】
本発明の一実施形態に係る電動車両の電池冷却装置について、図１から図６を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電池冷却装置１が適用される電動車両３は、駆動用の二次電池５を備え、この二次電池５の電力によって駆動される駆動用モータ７を備える車両であり、電気自動車、プラグインハイブリッド車等である。
【００３２】
電動車両３の電池冷却装置１は、図１に示すように、二次電池５を冷却する二次電池冷媒サイクル９を備えている。
この二次電池冷媒サイクル９は、電動コンプレッサ１１と、コンデンサ１３と、膨張弁１５と、二次電池用エバポレータ１７によって構成されている。なお、二次電池用エバポレータ１７は、二次電池５を収納する図示しない電池パックの内部に設けられていても、電池パックの外部に設けられて冷気を電池パック内部に導入するようにしてもよい。
また、二次電池５への冷媒の供給をＯＮ、ＯＦＦ制御するために、冷媒切換弁６３ａが冷媒配管に設けられている。望ましくは二次電池５への冷媒入口部分に設けられている。
【００３３】
二次電池冷媒サイクル９は、電動コンプレッサ１１によって冷媒を圧縮することによって、高温高圧の気化した冷媒とし、コンデンサ１３によって高温高圧の冷媒を液化して放熱し、膨張弁１５によって液化している冷媒を急激に減圧することによって、霧状にして二次電池用エバポレータ１７によって気化することにより、二次電池用エバポレータ１７を通過する空気を気化潜熱の利用によって冷却する。この二次電池用エバポレータ１７を通過した空気によって二次電池５が冷却される。
【００３４】
また、電動車両３の電池冷却装置１は、図１に示すように、二次電池冷媒サイクル９を構成する電動コンプレッサ１１への電力供給を制御して二次電池５の冷却を制御する電池冷却制御装置１９を備えている。
【００３５】
この電池冷却制御装置１９は、図１に示すように、主に、回生充電判定部２１と、事前冷却制御部２３と、回生電力制御部２５とを有している。
電池冷却制御装置１９には、図示しない信号入力部、信号出力部、記憶部、演算部、等が設けられている。そして、信号入力部には、二次電池５の電池電圧、電池温度、充電状態（ＳＯＣ、Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の信号が入力される。
【００３６】
また、電動車両３が走行している路面（車両）の勾配を検出する勾配センサ２７からの信号、車両の外気温度を検出する外気温センサ２９からの信号、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ３１からの信号、車速を検出する車速センサ３３からの信号がそれぞれ入力される。
【００３７】
回生充電判定部２１は、駆動用モータ７によって発生する回生電力の二次電池５への充電が制限される電池状態かを判定する部分であり、例えば、二次電池５のＳＯＣの検出信号から電池満充電時（例えばＳＯＣが９０％〜９７％）の状態にあるかを判定して、満充電の範囲のある場合には、二次電池５への充電が制限される。すなわち、満充電状態に達している場合には、回生電力を回収できる充電量の余裕がないため回生電力の充電が制限される。
【００３８】
事前冷却制御部２３は、二次電池５が冷却必要温度に達する前に、二次電池５の温度以外の条件を基に二次電池５が、今後冷却必要温度に達することを予測して、二次電池５への充電の制限によって生じる余剰回生電力を電動コンプレッサ１１に供給させて二次電池５の冷却開始前に冷媒冷却を行う。また、事前冷却制御部２３には、二次電池５が冷却必要温度に達する前に、事前に冷媒冷却を開始する冷却開始条件（事前冷却制御開始条件）が設定されている。
【００３９】
この冷却開始条件は、回生充電判定部２１によって、回生充電が制限される電池状態であると判定され、且つ、車両の外気温度（外気温センサ２９からの信号）が所定温度以上であって、且つ、アクセルペダル（アクセルセンサ３１からの信号）がＯＦＦであり、且つ、車速（車速センサ３３からの信号）が所定車速以上の場合である。
【００４０】
回生充電が制限される満充電状態では長距離を走行可能なことにより、将来的に電池高温になる状態にあり、さらに外気温度が所定温度以上であり、さらに車速が所定車速以上であるので、今後二次電池は冷却必要温度に上昇する可能性が高いと予測される。そして、アクセルがＯＦＦであるので、余剰回生電力が発生する状態にある。
このように、事前冷却制御部２３では、二次電池５が高温状態にあり、且つ余剰回生電力が生じる状態にあることを的確に判定できる。
【００４１】
回生電力制御部２５は、駆動用モータ７によって生成される回生電力を総合的に制御する。駆動用モータ７によって生成される回生電力から二次電池５へ供給する電力量や、電動コンプレッサ１１へ供給する電力量を制御する。
また、事前冷却制御部２３からの余剰回生電力の電動コンプレッサ１１への供給指示に基づいて、二次電池５への回生充電の制限によって生じる余剰回生電力を電動コンプレッサ１１に供給するように制御する。
【００４２】
また、電池冷却制御装置１９は、冷媒切換弁６３ａのＯＮ、ＯＦＦの切換えを制御している。二次電池５が冷却必要温度に達する前の事前冷却制御部２３による冷媒冷却時においては、冷媒切換弁６３ａはＯＦＦに切換えられて閉じており、二次電池用エバポレータ１７には冷媒は流入しない。二次電池５が冷却必要温度に達すると冷媒切換弁６３ａはＯＮに切換えられて開となり、二次電池用エバポレータ１７に冷媒が流入して電池冷却が行われる。
【００４３】
従って、事前冷却制御部２３によって冷却された冷媒は、冷媒切換弁６３ａがＯＮに切換えられるまでは、膨張弁１５と冷媒切換弁６３ａとの間の冷媒配管１６の部分に溜まっている。
【００４４】
次に、以上のように構成された電池冷却制御装置１９の制御フローについて、図２〜４のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳ１で、冷却開始条件を満たすかを判定する。この冷却開始条件は、二次電池５が冷却を必要とする冷却必要温度に上昇する前に、二次電池５の温度以外の条件を基に、今後、二次電池５がその冷却必要温度に達すると予測して電動コンプレッサ１１を作動させて冷媒を事前に冷却する条件である。
【００４５】
フォワード制御開始条件の判定を図３のフローチャートに示す。
図３のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ２１で、回生充電が不可能かを判定する。例えば、二次電池５のＳＯＣ（充電状態）が９０％〜９７％であり、駆動用モータ７からの回生電力を充電すること制限している状態にあるかを判定する。
【００４６】
次のステップＳ２２では、外気温度が閾値温度Ｔｋ以上かを判定する。例えば２５℃に設定される。外気温センサ２９からの信号を基に判定する。
【００４７】
次のステップＳ２３では、アクセルがＯＮかを判定する。アクセルセンサ３１からの信号を基にアクセルペダルが踏み込まれたかを判定する。
【００４８】
次のステップＳ２４では、車速が閾値車速Ｖ１以上かを判定する。車速センサ３３からの信号を基に判定する。閾値車速は回生電力が十分得られる車速であり、例えば１５ｋｍ／ｈに設定される。
【００４９】
ステップＳ２５（Ｓ２）では、以上のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、及びＳ２４の判定が全て満たされてＹｅｓの場合に、電動コンプレッサ１１を駆動して終了する。この電動コンプレッサ１１を駆動するとは、電動コンプレッサ１１に駆動指示を行って終了する。なお、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、及びＳ２４の判定がＮｏの場合には、ステップＳ２１に戻って繰り返す。
【００５０】
再度、図２のフローチャートに戻って説明する。
ステップＳ１のフォワード制御開始条件が満たされると、ステップＳ１がＹｅｓとなってステップＳ２に進んで、ステップＳ２では、前述のステップＳ２５のように電動コンプレッサ１１を駆動する。すなわち、電動コンプレッサ１１に駆動指示信号を出力する。
【００５１】
次のステップＳ３では、駆動指示信号を受けて駆動した電動コンプレッサ１１によって消費される消費電力が、電池冷却制御装置１９に通知される。
そして、次のステップＳ４では、その通知を受けた電池冷却制御装置１９は、電動コンプレッサ１１によって消費される消費電力分の電力を、回生電力として電動コンプレッサ１１に供給するように駆動用モータ７に指示して、電動コンプレッサ１１への電力回生が行われる。そして、電動コンプレッサ１１へ回生された電力が電池冷却制御装置１９に通知される。
【００５２】
次に、ステップＳ５では、冷却停止条件（事前冷却制御停止条件）を満たすかを判定する。この冷却停止条件は、図４のフローチャートに示す。
図４のフローチャートを説明する。ステップＳ３１で、回生充電が可能かを判定する。例えば、二次電池５のＳＯＣ（充電状態）が、９０％未満であり駆動用モータ７からの回生電力を充電することが可能な状態の場合には、Ｙｅｓとなって、ステップＳ３４（Ｓ７）で、余剰回生電力による電動コンプレッサ１１の駆動を停止する。
【００５３】
ステップＳ３１がＮｏの場合には、ステップＳ３２に進んで、アクセルがＯＮかを判定する。アクセルがＯＮの場合にはＹｅｓとなって、ステップＳ３４（Ｓ７）で、余剰回生電力による電動コンプレッサ１１の駆動を停止する。
【００５４】
ステップＳ３２がＮｏの場合には、ステップＳ３３に進んで、車速が閾値車速Ｖ２以下かを判定する。この閾値車速Ｖ２以下では回生電力が十分得られない車速である。例えば閾値車速Ｖ２は１０ｋｍ／ｈに設定される。車速がＶ２以下でＹｅｓの場合には、ステップＳ３４（Ｓ７）で、余剰回生電力による電動コンプレッサ１１の駆動を停止する。ステップＳ３３がＮｏの場合には、ステップＳ３１に戻って繰り返される。
【００５５】
このように、回生充電が可能時、またはアクセルがＯＮ時、または車速がＶ２以下時のいずれかが満たされる場合には、余剰回生電力による電動コンプレッサ１１の駆動が停止される。
【００５６】
再度、図２のフローチャートに戻って説明する。
ステップＳ５のフォワード制御停止条件が満たされると、ステップＳ５がＹｅｓとなってステップＳ６に進んで、電力回生を停止し、ステップＳ７で、電動コンプレッサ１１を停止する。
【００５７】
そして、次に、ステップＳ８で、車両電源がＯＦＦかを判定する。すなわち、図示しないイグニッションスイッチ等がＯＦＦ状態かを判定する。ＯＦＦの場合には電池冷却制御装置１９の制御は終了し、ＯＦＦになっていない場合には、ステップＳ１に戻ってステップＳ１から繰り返される。
【００５８】
以上の一実施形態による作用効果について、図５、６を参照して説明する。
図５は比較例の場合を示し、図６は一実施形態の場合を示す。
【００５９】
図５に示す比較例の場合は、二次電池５が冷却を必要とする冷却必要温度に達したときに、電動コンプレッサ１１を作動して二次電池５の冷却を開始する。すなわち、一実施形態のように事前冷却制御部２３による冷媒冷却が行われない場合を示している。
【００６０】
図５（Ａ）は、二次電池５が満充電状態（例えば、図５（Ａ）では１００％と記載）においては、駆動用モータ７による回生電力は、二次電池５への充電が制限されているので、熱に変換して放熱等によって捨てられることを示している。
【００６１】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の状態において、二次電池５の温度が上昇して冷却を必要とする冷却必要温度（例えば、図５（Ｂ）に示す３５℃）に達したとき、電動コンプレッサ１１が作動されて二次電池冷媒サイクル９によって冷媒の冷却が開始されて冷媒温度が低下される状態を示している。
図５（Ｂ）の冷媒温度の棒グラフに示されるように、例えば、冷却開始時の２５℃から３℃まで低下させるために、二次電池５の電池電力が用いられて満充電状態の１０％の電力を消費している例を示している。
【００６２】
一方、図６の本発明の一実施形態の場合は、二次電池５が冷却を必要とする冷却必要温度に達する前に、事前冷却制御部２３による冷媒冷却が行われる場合を示している。
【００６３】
図６（Ａ）は、二次電池５が冷却を必要とする冷却必要温度（例えば、図６（Ｂ）に示す３５℃）に上昇する前に、二次電池５への充電の制限によって生じる余剰回生電力を用いて、あらかじめ電動コンプレッサ１１に電力を供給して二次電池５の冷却、すなわち、冷媒の冷却が開始されて冷媒温度が低下している（例えば、図６（Ａ）に示す１０℃）状態を示している。
【００６４】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の状態において、二次電池５の温度が上昇して冷却を必要とする冷却必要温度（例えば、図６（Ｂ）に示す３５℃）に達したとき、膨張弁１５と冷媒切換弁６３ａとの間の冷媒配管１６の部分に溜まっている冷却された冷媒が、冷媒切換弁６３ａの開によって二次電池用エバポレータ１７に流入して二次電池５の冷却が行われる。
図６（Ｂ）の冷媒温度の棒グラフに示されるように、事前に冷媒は電池冷却開始時には１０℃まで低下されているので、３℃まで低下させるのに、二次電池５の満充電状態の５％の電力の消費でよいことが示されている。
【００６５】
以上のように、一実施形態によれば、二次電池５の冷却が開始される前に、事前冷却制御部２３によって、余剰回生電力を用いてあらかじめ二次電池冷媒サイクル９の冷媒が冷却されている状態であるため、二次電池５の冷却が素早く実行できる。
その結果、二次電池５の冷却時に、二次電池５からの消費電力が抑制され、効率よく二次電池５の冷却が可能になる。
また、二次電池５の消費電力が抑制されることによって、二次電池５の電力を用いて走行するＥＶ航続距離を伸すことが可能になる。
【００６６】
また、駆動用モータ７によって発生する回生電力の二次電池５への充電が制限される電池状態であっても、すなわち満充電状態であっても、電動コンプレッサ１１へ余剰回生電力を供給するので、満充電時の回生電力回収が可能になる。
そして、満充電時でも、回生電力の回収によって減速力（エンジンブレーキ相当）を得ることができるようになるため、ドライバーの違和感を緩和することができる。
【００６７】
他の実施形態を図７に示す。
図７は、他の実施形態に係る電動車両３の電池冷却装置１の冷媒サイクル５３を示す構成ブロック図である。
図７の他の実施形態は、冷媒サイクル５３が、図示しない室内空調装置（以下室内エアコンという）を構成する室内エアコン冷媒サイクル５５と、二次電池５を冷却する二次電池冷媒サイクル５７とを有しており、それぞれの冷媒サイクル５５、５７は電動コンプレッサ１１、コンデンサ１３、及び膨張弁１５を共用していることを特徴とする。
【００６８】
また、二次電池５への冷媒の供給をＯＮ、ＯＦＦ制御するための冷媒切換弁６３ａ、及び室内エアコン用エバポレータ５９への冷媒の供給をＯＮ、ＯＦＦ制御するための冷媒切換弁６３ｂが、それぞれ二次電池５、及び室内エアコン用エバポレータ５９の冷媒入口部に設けられている。
【００６９】
また、室内エアコン冷媒サイクル５５は、電動コンプレッサ１１と、コンデンサ１３と、膨張弁１５と、室内エアコン用エバポレータ５９とによって構成されている。また、二次電池５を冷却する二次電池冷媒サイクル５７は、電動コンプレッサ１１と、コンデンサ１３と、膨張弁１５と、二次電池５によって構成されている。二次電池５には、二次電池用エバポレータ１７を含んでいる。
【００７０】
事前冷却制御部２３によって、余剰回生電力を用いて電動コンプレッサ１１が作動してあらかじめ冷媒が冷却される。そのあらかじめ冷却された冷媒は、膨張弁１５と冷媒切換弁６３ａとの間、及び膨張弁１５と冷媒切換弁６３ｂとの間の冷媒配管１６ｂに溜められる。そして、室内エアコンのＯＮによって冷媒切換弁６３ｂが開く。また、二次電池５が冷却を必要とする冷却必要温度に達すると冷媒切換弁６３ａが開くようになっている。
【００７１】
このように構成された図７の実施形態によれば、電動コンプレッサ１１、コンデンサ１３、及び膨張弁１５を、二次電池冷媒サイクル５７と室内エアコン冷媒サイクル５５とで共通することによって、二次電池冷媒サイクル５７を簡素化することができる。
【００７２】
また、二次電池５の冷却のために電池冷却制御装置１９の事前冷却制御部２３によって、二次電池冷媒サイクル５７の冷媒が余剰回生電力を利用してあらかじめ冷却が開始されるので、室内エアコン使用時の迅速な冷却、及び二次電池５の電力低減効果が見込める。
【００７３】
他の実施形態を図８に示す。
図８の他の実施形態は、冷媒サイクル５４が、室内エアコン冷媒サイクル５５と、二次電池冷媒サイクル５７とを有しており、二次電池冷媒サイクル５７には、図７の実施形態に対してさらに二次電池５と並列的に、電動車両３の駆動用モータ７及びＤＣＤＣコンバータ６１が設けられており、これら駆動用モータ７及びＤＣＤＣコンバータ６１にも冷媒が供給されることを特徴とする。
【００７４】
なお、駆動用モータ７、ＤＣＤＣコンバータ６１には、二次電池５と同様に図示しない駆動用モータ用エバポレータ、ＤＣＤＣコンバータ用エバポレータを含んでいる。これらエバポレータは、駆動用モータ７の本体（ケーシング）内部やＤＣＤＣコンバータ６１の本体（ケーシング）内部に形成されていてもよく、また本体外部に設けられていてもよい。
【００７５】
また、二次電池５、室内エアコン用エバポレータ５９、駆動用モータ７、ＤＣＤＣコンバータ６１への冷媒の供給をＯＮ、ＯＦＦ制御するためにそれぞれの冷媒入口部に、二次電池５用の冷媒切換弁６３ａ、室内エアコン用エバポレータ５９用の冷媒切換弁６３ｂ、駆動用モータ７用の冷媒切換弁６３ｃ、ＤＣＤＣコンバータ６１用の冷媒切換弁６３ｄ、が設けられている。
【００７６】
事前冷却制御部２３によって、余剰回生電力を用いて電動コンプレッサ１１が作動してあらかじめ冷却された冷媒は、膨張弁１５と冷媒切換弁６３ａ及び冷媒切換弁６３ｂ及び冷媒切換弁６３ｃ及び冷媒切換弁６３ｄとの間の冷媒配管１６ｃに溜められる。そして、それぞれの機器の冷却時に冷媒切換弁６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが開くようになっている。
【００７７】
このように構成された図８の実施形態によれば、二次電池５の冷却ためだけでなく、駆動用モータ７及びＤＣ―ＤＣコンバータ６１をも冷却対象とするので、駆動用モータ７及びＤＣ―ＤＣコンバータ６１の冷却を簡単な構成で達成できる。
【００７８】
さらに、余剰回生電力の利用によって二次電池５の消費を抑制することができるので、駆動用モータ７及びＤＣ―ＤＣコンバータ６１の冷却も効率よく行うことができる。なお、ＤＣＤＣコンバータ６１に限らず、電動車両３における冷却すべきその他の電気機器を含んで冷却してもよい。
【００７９】
他の実施形態を図９に示す。
図９は、他の実施形態に係る電動車両３の電池冷却装置１の冷媒サイクル６５を示す構成ブロック図である。
図９の他の実施形態は、図８に示す実施形態に対して、室内エアコン冷媒サイクル５５と二次電池冷媒サイクル５７とが別々に独立していることを特徴とする。従って、室内エアコン冷媒サイクル５５を構成する電動コンプレッサ６７と、二次電池冷媒サイクル５７を構成する電動コンプレッサ１１とが別々に独立して設けられる。
【００８０】
室内エアコン冷媒サイクル５５は、電動コンプレッサ６７と、コンデンサ６９と、膨張弁７１と、室内エアコン用エバポレータ５９によって構成されている。また、二次電池冷媒サイクル５７は、電動コンプレッサ１１と、コンデンサ１３と、膨張弁１５と、二次電池５（二次電池用エバポレータ１７）によって構成されている。
【００８１】
また、事前冷却制御部２３によって、余剰回生電力を用いて電動コンプレッサ１１が作動してあらかじめ冷却された冷媒は、膨張弁１５と冷媒切換弁６３ａ及び冷媒切換弁６３ｃ及び冷媒切換弁６３ｄとの間の冷媒配管１６ｄに溜められる。そして、それぞれの機器の冷却時に冷媒切換弁６３ａ、６３ｃ、６３ｄが開くようになっている。
その他の構成は図８と同様である。
【００８２】
このように構成された図９の実施形態によれば、二次電池冷媒サイクル５７と室内エアコン冷媒サイクル５５とが別々に独立して設けられるので、二次電池冷媒サイクル５７と室内エアコン冷媒サイクル５５との配置及び制御を別々に設定することが可能になるため設計の自由度が得られる。
【００８３】
その結果、電動コンプレッサ１１を共用している場合には、室内エアコン制御のための作動とは関連ないタイミングで電動コンプレッサ１１が作動することによって作動音や振動が乗員へ違和感を与える場合があるが、電動コンプレッサ６７と電動コンプレッサ１１とが別々に設けられるので、これら問題への対応が容易となる。
【００８４】
他の実施形態を図１０に示す。
図１０は、他の実施形態に係る電動車両３の電池冷却装置１の冷媒サイクル７３を示す構成ブロック図である。
図１０の他の実施形態は、図８に示す実施形態に対して、二次電池冷媒サイクル５７に設けられている駆動用モータ７及びＤＣＤＣコンバータ６１だけを冷却するモータ冷却回路７５が別に設けられることを特徴とする。
モータ冷却回路７５には、冷媒を循環させるポンプ７７、外気と熱交換を行うラジエータ７９を備える。冷媒としては、例えば冷却水であり、冷却水の循環によって冷却されるようになっている。
【００８５】
このように構成された図１０の実施形態によれば、駆動用モータ７及びＤＣＤＣコンバータ６１の冷却は、モータ冷却回路７５のポンプ７７及びラジエータ７９によって冷却水の循環によって冷却されるので、図８のような、駆動用モータ７及びＤＣＤＣコンバータ６１まで含める二次電池冷媒サイクル５７に比べて、電動コンプレッサ１１の小型、コンパクト化が可能になる。
【００８６】
他の実施形態を図１１〜１３に示す。
図１１に示すように、電池冷却制御装置１９の事前冷却制御部８１に、閾値温度補正部８３を有することを特徴とする。
この閾値温度補正部８３は、事前冷却制御部８１における冷却開始条件に含まれている車両の外気温度が所定温度以上であるかを判定するための所定値温度を車両の走行状態に基づいて補正する部分である。
【００８７】
補正の一例として、車両が高速道路を走行のときに、所定温度である閾値温度を低下させる補正を行う。すなわち、走行車速を基に高速道路を走行しているか、又はナビゲーションシステムより入手した高速道路走行情報を基に、基準値として設定されている閾値温度を例えば５℃下げるように補正する。
【００８８】
このように構成することによって、車両が高速道路を走行のときには、充放電電力の増加により二次電池の温度上昇が早まるので、それに対応して二次電池５の冷媒を早い時期から冷却をすることで、車両の走行状態を反映した効率よい二次電池の冷却が可能になる。
【００８９】
また、補正の他の例として、車両が上り勾配、または下り勾配、または上下繰り返し勾配のいずれかを走行のときに、基準値として設定されている閾値温度を例えば５℃下げるように補正する。
図１２に示すように、所定勾配（α％）以上の坂道を、所定時間（例えば５秒）以上にわたって登坂走行又は降坂走行を検出した場合に温度補正を行う。
図１３に示すように、所定勾配（β％）以上の坂道を、登坂走行と降坂走行の変化が所定回数（例えば３回）以上検出した場合に温度補正を行う。
【００９０】
このように構成することによって、車両が勾配路を走行するときには、充放電電力の増加により二次電池の温度上昇が早まるので、それに対応するために閾値温度補正部は冷媒冷却状態に早期に入るようにして、車両の走行状態を反映した効率よい二次電池５の冷却が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、走行中に電池冷却が必要になると予測される場合に、余剰回生電力を用いてあらかじめ、電池冷却に使用する冷媒サイクルの冷媒を冷やしておくことで、効率よく二次電池を冷却できるので、電動車両の電池冷却装置への利用に適している。
【符号の説明】
【００９２】
１  電池冷却装置
３  電動車両
５  二次電池
７  駆動用モータ
９、５７  二次電池冷媒サイクル（冷媒サイクル）
１１、６７  電動コンプレッサ
１３、６９  コンデンサ
１５、７１  膨張弁
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  冷媒配管
１７  二次電池用エバポレータ
１９  電池冷却制御装置
２１  回生充電判定部
２３、８１  事前冷却制御部
２５  回生電力制御部
２７  勾配センサ
２９  外気温センサ
３１  アクセルセンサ
３３  車速センサ
５３、５４、６５、７３  冷媒サイクル
５５  室内エアコン冷媒サイクル
６１  ＤＣ―ＤＣコンバータ
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ  冷媒切換弁
７５  モータ冷却回路
７７  ポンプ
７９  ラジエータ
８３  閾値温度補正部
【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】
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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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【図１２】
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【図１３】
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