(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電できる電池(1)からなる電池ブロック(2)と、この電池ブロック(2)に熱結合されて電池(1)を冷却する冷却プレート(3)と、この冷却プレート(3)を冷却する冷却機構(70)と、この冷却機構(70)を制御して冷却プレート(3)を冷却状態と、非冷却状態とに制御する制御機(71)とを備え、
前記制御機(71)が、電池ブロック(2)の温度と冷却プレート(3)の温度の両方で冷却機構(70)を制御して、冷却プレート(3)を冷却状態と非冷却状態とに制御する車両用の電源装置であって、
前記制御機(71)が、電池ブロック(2)の発熱量を検出する発熱量検出回路(75)を備えており、この発熱量検出回路(75)が検出する電池(1)の発熱量が設定値よりも大きく、かつ、電池ブロック(2)の温度と冷却プレート(3)の温度が設定温度よりも高い状態で冷却プレート(3)を冷却状態とする車両用の電源装置。
【請求項２】
前記発熱量検出回路(75)が、電池ブロック(2)に流れる電流と、冷却プレート(3)の流入側と排出側の温度差から電池ブロック(2)の発熱量を検出する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
充電できる電池(1)からなる電池ブロック(2)と、この電池ブロック(2)に熱結合されて電池(1)を冷却する冷却プレート(3)と、この冷却プレート(3)を冷却する冷却機構(70)と、この冷却機構(70)を制御して冷却プレート(3)を冷却状態と、非冷却状態とに制御する制御機(71)とを備え、
前記制御機(71)が、電池ブロック(2)の温度と冷却プレート(3)の温度の両方で冷却機構(70)を制御して、冷却プレート(3)を冷却状態と非冷却状態とに制御する車両用の電源装置であって、
前記制御機(71)が、冷却プレート(3)の流入側に接続している開閉弁(17)と、前記電池ブロック(2)の温度を検出する電池温度センサ(72)と、冷却プレート(3)の温度を検出するプレート温度センサ(73)と、電池温度センサ(72)とプレート温度センサ(73)で検出される検出温度で開閉弁(17)を制御する制御回路(74)とを備え、電池温度センサ(72)とプレート温度センサ(73)の検出温度が設定温度よりも高い状態で、開閉弁(17)を開弁して冷却プレ
ート(3)を冷却状態とし、
さらに、前記制御機(71)が、冷却プレート(3)の結露を検出する結露センサ(76)を備え、この結露センサ(76)が冷却プレート(3)の結露を検出して、プレート温度センサ(73)の設定温度を変更することを特徴とする車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてハイブリッドカーなどの電動車両に使用される電源装置に関し、とくに、冷却プレートで電池ブロックを冷却する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカーなどに搭載される電源装置は、大電流で充放電されて発熱する電池を強制的に冷却する必要がある。電池の温度上昇が電池の電気特性を低下させるばかりでなく、電池の寿命を短くし、さらに安全性を阻害する原因となるからである。この弊害を防止するために、電池を空気で冷却する電源装置（特許文献１参照）と、電池を冷却プレートで冷却する電源装置（特許文献２参照）が開発されている。特許文献１の電源装置は、電池に空気を強制送風して冷却する。この電源装置は、空気中の水分が結露して電池に付着する悪影響を防止するために、結露の発生を検出して空気の送風を制御する。
【０００３】
空気に含まれる水分（水蒸気）は、温度と湿度の関係から結露が発生する。図１は、温度に対する飽和水蒸気量を示すグラフである。この図から、空気は温度が低下すると、含有する水分量（水蒸気量）が同じであっても相対湿度が急激に増加することがわかる。たとえば、１０℃の空気は、空気１ｍ３あたりに９．４ｇの水分を含有できるが、０℃の空気は、空気１ｍ３あたりに含有できる水分量が４．８ｇと著しく少なくなる。すなわち、空気は温度が低下すると気体の状態で含むことができる水分量が急激に低下する。このため、空気は温度が低下すると含有できる水分量が減少して相対湿度が高くなり、相対湿度が１００％に達すると結露が発生する。
【特許文献１】特開２００６−２５２８４７号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５５９７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１の電源装置は、結露が発生すると、電池の温度によってファンの運転をコントロールする。結露が発生して電池の温度が低いとファンの運転を停止し、結露が発生して電池の温度が高いとファンを運転する。結露が発生してファンの運転を停止すると、結露した水分量は増加しないが、結露した水分を気化して乾燥できず、結露された状態が長く続く弊害がある。また、結露した状態で電池の温度が設定温度よりも高いと、ファンを運転するが、この状態では、結露が発生する状態で空気が強制送風されることになるので、次々と供給される空気に含まれる水分が低温に冷却される部位で結露して、一時的に結露が次第に増加する弊害がある。ただ、電池の温度が高くなって、送風される空気温度が高くなると結露は発生しなくなるが、局部的に温度の低い部分があると、この部分で結露が発生するのを防止できない。したがって、特許文献１の電源装置は、結露の発生を防止しながら、電池を効率よく冷却するのが難しい。とくに、小さい比熱の空気を介して電池を冷却することから、電池の発熱量が大きい状態で電池を速やかに冷却するのが難しい。
【０００５】
特許文献２の電源装置は、液体を循環させる冷却パイプで冷却プレートを冷却し、この冷却プレートの上に電池を載せて電池を冷却する。この冷却構造は、空気を強制送風して冷却するのではなく、冷却プレートで電池を直接に冷却するので、冷却プレートを低温に冷却することで、電池を効率よく、速やかに冷却できる。とくに、単位時間に電池を冷却する冷却カロリーが大きく、電池の発熱量が大きい状態においても、電池を速やかに冷却できる。また、空気を強制的に送風しないので、空気に含まれる水分が次々と結露して結露水が増加する弊害を少なくできる。ただ、冷却プレートは、電池の冷却カロリーを大きくするために低温に冷却する必要がある。低温に冷却される冷却プレートは、図１の特性から、空気に含まれる水分量が減少して、表面に結露が発生するのを阻止できない。とくに、冷却プレートの表面温度が引くなるほど、表面付近の空気の温度が低下して結露が発生しやすい状態となる。このため、冷却プレートで電池を直接に冷却する電源装置は、電池を効率よく冷却しながら冷却プレートの表面に結露するのを阻止するのが難しい。
【０００６】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、空気中に含まれる水分が結露するのを防止しながら、電池を理想的な状態で速やかに冷却できる車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、充電できる電池１からなる電池ブロック２と、この電池ブロック２に熱結合されて電池１を冷却する冷却プレート３と、この冷却プレート３を冷却する冷却機構７０と、この冷却機構７０を制御して冷却プレート３を冷却状態と、非冷却状態とに制御する制御機７１とを備える。制御機７１は、電池ブロック２の温度と冷却プレート３の温度の両方で冷却機構７０を制御して、冷却プレート３を冷却状態と非冷却状態とに制御する。制御機７１が、電池ブロック２の発熱量を検出する発熱量検出回路７５を備えており、この発熱量検出回路７５が検出する電池１の発熱量が設定値よりも大きく、かつ、電池ブロック２の温度と冷却プレート３の温度が設定温度よりも高い状態で冷却プレート３を冷却状態とする。
【０００８】
以上の電源装置は、空気中に含まれる水分が結露するのを防止しながら、電池を理想的な状態で冷却できる。とくに、この電源装置は、空気を送風して電池を冷却するのに代わって、電池ブロックを冷却プレートに熱結合して直接に冷却することから、電池を速やかに効率よく冷却しながら、冷却プレートの結露をも防止できる。とくに、本発明の電源装置は、結露したことを検出して制御するのではなく、電池温度と冷却プレートの温度で冷却機構を制御することで、冷却プレートが結露しないように制御できる。したがって、結露を防止しながら、電池を速やかに、静かに冷却できる特徴がある。また、電池の温度と冷却プレートの温度に加えて、電池の発熱量を検出して冷却プレートの冷却状態をコントロールするので、結露を防止できることに加えて、電池の温度上昇を制限するように理想的な状態で電池を冷却できる。電池は内部で熱が発生し、この熱で温度が上昇するので、熱が発生して電池の温度が上昇するまでに時間遅れが発生する。とくに、電池の温度を検出する温度センサは、電池表面の温度を検出することから、内部で発熱して温度が上昇するのを検出するのに時間遅れが発生する。発熱量を検出する回路は、充放電の電流などで発生する熱量を検出するので、電池の温度が上昇する前に温度上昇を検出できる。このため、温度が上昇した電池を冷却するのではなく、温度が上昇しないように電池を冷却して、電池の温度上昇を少なくできる。
【００１２】
本発明の請求項２の車両用の電源装置は、発熱量検出回路７５が、電池ブロック２に流れる電流と、冷却プレート３の流入側と排出側の温度差から電池ブロック２の発熱量を検出する。この構造は、簡単な構造としながら、電池の発熱量を検出できる。
【００１３】
本発明の請求項３の車両用の電源装置は、制御機７１が、冷却プレート３の結露を検出する結露センサ７６を備え、この結露センサ７６が冷却プレート３の結露を検出して、プレート温度センサ３の設定温度を変更する。
この電源装置は、結露を検出して設定温度を変更するので、結露が発生しない低い温度に冷却プレートを冷却できる。このため、結露を防止しながら、電池ブロックをより速やかに冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための車両用の電源装置を例示するものであって、本発明は車両用の電源装置を以下のものに特定しない。
【００１７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図２ないし図５は、車両用の電源装置を示している。図３ないし図５は、図２の概略分解斜視図に示す車両用の電源装置の詳細図を示している。これ等の図に示す電源装置は、充電できる電池１からなる電池ブロック２と、この電池ブロック２に熱結合されて、これを冷却する冷却プレート３と、この冷却プレート３を冷却する冷却機構７０と、この冷却機構７０を制御して冷却プレート３を冷却状態と、非冷却状態とに制御する制御機７１と、冷却プレート３を固定しているフレーム構造体５とを備える。この電源装置は、冷却プレート３で電池ブロック２を底面から強制的に冷却する。
【００１９】
冷却プレート３は、上面板１１と底板１２を周囲で連結して内部を閉鎖室１０としている。この閉鎖室１０に、熱交換器４として、液化された冷媒を循環させる銅やアルミなどの冷却パイプ１３を内蔵している。冷却パイプ１３は、冷却プレート３の上面板１１に密着するように固定されて上面板１１を冷却し、底板１２との間には断熱材（図示せず）を配設して、底板１２との間を断熱している。
【００２０】
図６の冷却プレート３は、供給される液状の冷媒を冷却パイプ１３の内部で気化させて、気化熱で上面板１１を冷却する。冷却パイプ１３は、冷却プレート３の内部に配管されてなる互いに直列に接続されてなる４列の平行パイプ１３Ａからなり、流入側の平行パイプ１３Ａａに接近して排出側の平行パイプ１３Ａｂを配管している。この図の冷却プレート３は、４列の平行パイプ１３Ａを直列に連結して冷却パイプ１３とするが、図７に示すように、６列の平行パイプ８３Ａを直列に連結することもできる。この冷却プレート８０も、流入側の平行パイプ８３Ａａに接近して排出側の平行パイプ８３Ａｂを配管して、流入側と排出側との平行パイプ８３Ａを互いに接近するように配管している。これらの冷却プレート３、８０は、流入側の平行パイプ１３Ａａ、８３Ａａから供給される冷媒を、排出側の平行パイプ１３Ａｂ、８３Ａｂから外部に排出する。流入側の平行パイプ１３Ａａ、８３Ａａは、液化された冷媒が供給されるので、十分な量の冷媒が供給され、冷媒の気化熱で十分に冷却される。これに対して、排出側の平行パイプ１３Ａｂ、８３Ａｂは、冷却パイプ１３、８３の内部に気化されながら送られてくる冷媒が供給されるので、ほとんどの冷媒が気化されて、液化された冷媒量が少なくなることがある。
【００２１】
とくに、冷却パイプの排出側の温度を検出して開度を調整する流量調整弁からなる膨張弁に比較して、所定の長さの細管からなるキャピラリーチューブ１４Ａの膨張弁１４は、冷却プレート３の温度に関係なく、冷却パイプ１３に供給される冷媒の流量がほぼ一定となる。この冷却プレート３の温度が相当に高温になると、冷媒が排出側の平行パイプ１３Ａｂに移送される途中で気化されて、排出側で液状の冷媒量が少なくなることがある。この状態になると、排出側の平行パイプ１３Ａｂの内部で気化される冷媒量が少なくなって、排出側の平行パイプ１３Ａｂによる冷却カロリーが少なくなる。冷媒の気化熱が冷却カロリーとなるからである。ところが、排出側の平行パイプ１３Ａｂの近傍に流入側の平行パイプ１３Ａａを配管する冷却プレート３は、流入側の平行パイプ１３Ａａの冷却カロリーが大きく、仮に排出側の平行パイプ１３Ａｂの冷却カロリーが少なくなっても、流入側の平行パイプ１３Ａａの冷却カロリーが大きく、両方で均一に冷却できる。
【００２２】
冷却パイプ１３は、開閉弁１７を介して冷却プレート３を冷却する冷却機構７０に連結される。図２の冷却機構７０は、冷却プレート３から排出される気体状の冷媒を加圧するコンプレッサ１６と、このコンプレッサ１６で加圧された冷媒を冷却して液化させるコンデンサ１５と、このコンデンサ１５で液化された液体を蓄えるレシーバータンク１８と、このレシーバータンク１８の冷媒を冷却プレート３に供給する流量調整弁又はキャピラリーチューブ１４Ａからなる膨張弁１４とを備える。この冷却機構７０は、膨張弁１４から供給される冷媒を冷却プレート３の内部で気化させて、冷媒の気化熱で冷却プレート３を冷却する。
【００２３】
図２の膨張弁１４は、冷媒の流量を絞る細い管からなるキャピラリーチューブ１４Ａで、冷却パイプ１３に供給する冷媒量を制限して冷媒を断熱膨張させる。キャピラリーチューブ１４Ａの膨張弁１４は、冷媒の供給量を、冷却プレート３の冷却パイプ１３で、冷媒を完全に気化させてガスの状態で排出する量に制限する。コンデンサ１５は、コンプレッサ１６から供給される気体状の冷媒を冷却して液化させる。コンデンサ１５は、冷媒の熱を放熱して液化させるので、車両に設けたラジエータの前に配設される。コンプレッサ１６は、車両のエンジンで駆動され、あるいはモータに駆動されて、冷却パイプ１３から排出される気体状の冷媒を加圧してコンデンサ１５に供給する。この冷却機構７０は、コンプレッサ１６で加圧された冷媒をコンデンサ１５で冷却して液化し、液化された冷媒をレシーバータンク１８に蓄え、レシーバータンク１８の冷媒を冷却プレート３に供給し、冷却プレート３の冷却パイプ１３の内部で冷媒を気化させて気化熱で冷却プレート３の上面板１１を冷却する。
【００２４】
図２の冷却機構７０は、車両に搭載している車内冷房用のコンプレッサ１６とコンデンサ１５とレシーバータンク１８を電池ブロック２の冷却機構に併用している。この構造は、電池ブロック２を冷却するために専用の冷却機構を設けることなく、車両に搭載する電池ブロック２を効率よく冷却できる。とくに、電池ブロック２を冷却するための冷却カロリーは、車両の冷房に要する冷却カロリーに比較して極めて小さい。このため、車両の冷房用の冷却機構を電池ブロック２の冷却に併用しても、車両の冷房能力をほとんど低下させることなく、電池ブロック２を効果的に冷却できる。
【００２５】
冷却プレート３の冷却をコントロールする制御機７１は、冷却プレート３の流入側をレシーバータンク１８に連結している開閉弁１７と、電池ブロック２の温度を検出する電池温度センサ７２と、冷却プレート３の温度を検出するプレート温度センサ７３と、電池温度センサ７２とプレート温度センサ７３で検出される検出温度で開閉弁１７を制御する制御回路７４とを備える。この制御機７１は、電池温度センサ７２とプレート温度センサ７３の検出温度が設定温度よりも高い状態で、開閉弁１７を開弁して冷却プレート３に冷媒を供給してこれを冷却状態とする。
【００２６】
開閉弁１７は、制御回路７４で開閉されて、冷却プレート３の冷却状態をコントロールする。開閉弁１７が開弁されて、冷却プレート３は冷却状態となる。開閉弁１７が開弁されると、レシーバータンク１８の冷媒が膨張弁１４を介して冷却プレート３に供給される。冷却プレート３に供給された冷媒は、内部で気化されて気化熱で冷却プレート３を冷却する。冷却プレート３を冷却して気化された冷媒は、コンプレッサ１６に吸入されて、コンデンサ１５からレシーバータンク１８に循環される。開閉弁１７が閉弁されると、冷媒が冷却プレート３に循環されず、冷却プレート３は非冷却状態となる。
【００２７】
プレート温度センサ７３は、冷却プレート３に循環される冷媒の流入側の温度を検出する流入側のプレート温度センサ７３Ａと、排出側の温度を検出する排出側のプレート温度センサ７３Ｂとを備える。図２の制御機７１は、開閉弁１７を開弁する状態で、流入側のプレート温度センサ７３Ａと排出側のプレート温度センサ７３Ｂで検出する冷却プレート３の温度差から、電池１の発熱量を検出する発熱量検出回路７５を制御回路７４に設けている。電池１の発熱量が増加すると、流入側と排出側の温度差が大きくなるからである。また、制御回路は、電池を充放電する電流の所定時間における積算値から電池の発熱量を演算することもできる。この制御回路は、たとえば、１０秒間における電流の積算値から電池の発熱量を演算する。電池の電流の積算値が増加すると発熱量が多くなるからである。
【００２８】
制御回路７４が開閉弁１７を制御するフローチャートを図８に示している。このフローチャートは、以下のステップで開閉弁１７を制御して電池ブロック２を冷却する。
【００２９】
最初に、タイマのカウンターをｔ＝０に設定した後、以降のステップで開閉弁１７を制御して、冷却プレート３を冷却状態と非冷却状態とに制御する。
［ｎ＝１、２のステップ］
電池温度センサ７２で電池温度を検出して、この検出温度を設定温度の３０℃に比較し、電池温度が設定温度の３０℃よりも高いと、開閉弁１７を開弁して冷媒を冷却プレート３に供給して、冷却プレート３を冷却する。電池温度が設定温度の３０℃以下であると、ｎ＝６のステップに進んで、開閉弁１７を閉じて冷却プレート３を非冷却状態とする。
［ｎ＝３のステップ］
プレート温度センサ７３で冷却プレート３の温度を検出し、この冷却プレート３の温度を第１の設定温度の０℃に比較する。冷却プレート３の温度は、流入側のプレート温度センサ７３Ａと排出側のプレート温度センサ７３Ｂから検出することができる。冷却プレート３の温度は、たとえば、流入側のプレート温度センサ７３Ａと排出側のプレート温度センサ７３Ｂの平均値とし、あるいは、排出側のプレート温度センサ７３Ｂで検出される温度とすることもできる。ただ、冷却プレートの温度は、図示しないが、流入側のプレート温度センサと排出側のプレート温度センサの中間に別の温度センサを設けて、この中間のプレート温度センサで検出することもできる。
冷却プレート３の温度が第１の設定温度である０℃よりも低いと、ｎ＝６のステップに進んで、開閉弁１７を閉じて冷却プレート３を非冷却状態とする。冷却プレート３の温度が０℃よりも低くない、いいかえると０℃以上であると、ｎ＝４のステップに進む。
［ｎ＝４のステップ］
冷却プレート３の温度が０℃以上であると、このステップで、冷却プレート３の温度を第２の設定温度である１０℃に比較する。冷却プレート３の温度が設定温度の１０℃よりも高いと、開閉弁１７を閉弁することなく冷却状態に保持して、ｎ＝７のステップに進む。冷却プレート３の温度が１０℃よりも高くない、いいかえると１０℃以下であると、ｎ＝５のステップに進む。
［ｎ＝５のステップ］
冷却プレート３の温度が１０℃以下であると、このステップで、電池１の発熱量を設定値の５０Ｗに比較する。電池１の発熱量が設定値の５０Ｗよりも大きいと、開閉弁１７を閉弁することなく冷却状態に保持して、ｎ＝７のステップに進む。電池１の発熱量が設定値の５０Ｗよりも大きくない、いいかえると５０Ｗ以下であると、ｎ＝６のステップに進む。
［ｎ＝６のステップ］
このステップでは、開閉弁１７を閉じて冷却プレート３を非冷却状態とする。
［ｎ＝７のステップ］
このステップでは、タイマのカウンターをｔ＝ｔ＋１として、ｎ＝１のステップにループする。
【００３０】
以上の制御回路７４は、電池１の温度が３０℃よりも高いと開閉弁１７を開弁して、電池１を冷却プレート３で冷却する。ただし、冷却プレート３の温度が０℃よりも低いと、電池１の温度が３０℃よりも高くても開閉弁１７を閉弁して冷却プレート３を非冷却状態として、冷却プレート３の結露を防止する。すなわち、冷却プレート３の温度が０℃よりも低い状態では、電池１の温度や電池１の発熱量に関係なく冷却プレート３の冷却を停止する。冷却プレート３の温度が０℃よりも低い状態では、冷却プレート３を冷媒で冷却しなくとも電池１を冷却でき、また、この状態で冷却プレート３を冷媒でさらに低温に冷却すると結露が発生しやすくなるからである。
【００３１】
電池１の温度が設定温度の３０℃よりも高い状態で、冷却プレート３の温度が０℃以上の状態では、冷却プレート３の温度が１０℃よりも高く、あるいは、電池１の発熱量が設定値の５０Ｗよりも大きいときに限って、開閉弁１７を開弁して冷却プレート３を冷却状態とする。電池１の発熱量が設定値の５０Ｗ以下であって、発熱量の小さい状態にあっては、冷却プレート３の温度が１０℃よりも高い状態に限って開閉弁１７を開弁して冷却状態とする。冷却プレート３の温度が０℃ないし１０℃の範囲にあっては、冷却プレート３の温度が低く、結露しやすい状態にあるので、この状態では、電池１の発熱量が設定値の５０Ｗ以上のときに限って、開閉弁１７を開いて冷却状態とする。電池１の発熱量が大きいと、冷却プレート３の温度低下が少なく、結露が発生し難くなるので、０℃〜１０℃の温度範囲にあっては、電池１の発熱量が設定値よりも大きい場合に限って、冷却プレート３を冷媒で冷却する。すなわち、冷却プレート３の温度が０℃〜１０℃の温度範囲にあって、かつ電池１の発熱量が設定値である５０Ｗ以下の場合に限って、開閉弁１７を閉弁して冷却プレート３を非冷却状態として、冷却プレート３の結露を防止する。
【００３２】
さらに、以上のフローチャートでは、冷却プレート３の冷却状態と非冷却状態とを切り換える第１の設定温度を０℃とし、第２の設定温度を１０℃としているが、制御機７１は、図２に示すように、冷却プレート３の結露を検出する結露センサ７６を備えて、この結露センサ７６で冷却プレート３の結露を検出して、プレート温度センサ７３の設定温度を変更することもできる。この制御機７１は、以上のフローチャートにおいては、冷却プレート３の冷却状態と非冷却状態とを切り換える第１の設定温度を０℃とするので、０℃以上の範囲においても、電池１の発熱量が５０Ｗを超えると冷却プレート３を冷媒で強制冷却するが、この状態で結露センサ７６が結露を検出すると、第１の設定温度を０℃よりも高く変更する。この場合、第１の設定温度を、所定のステップで次第に高くして、結露が発生しなくなるまで高く変更する。第１の設定温度を結露センサ７６の信号で高く変更した後は、所定のタイミングで結露センサ７６で結露を検出し、結露が検出されないと、最初に設定している温度まで、第１の設定温度を次第に低くし、また、結露を検出すると、結露が発生しない温度まで、第１の設定温度を高く変更する。
【００３３】
さらに、第２の設定温度も結露センサ７６で変更することができる。第２の設定温度の１０℃以下で、電池１の発熱量が５０Ｗを超えると、冷却プレート３を冷媒で冷却するが、この状態で、結露センサ７６が結露を検出すると、結露が発生しなくなる温度まで、第２の設定温度を所定のステップで上昇させる。たとえば、電池１の発熱量が５０Ｗよりも大きくて、冷却プレート３を冷媒する状態で、冷却プレート３の温度が１５℃未満で結露が発生して、１５℃以上で結露が発生しない場合は、第２の設定温度を１５℃に変更する。この場合も、第２の設定温度を結露センサ７６の信号で高く変更した後は、所定のタイミングで結露センサ７６で結露を検出し、結露が検出されないと、最初に設定している温度まで、第２の設定温度まで次第に低くし、また結露を検出すると、結露が発生しない温度まで、第２の設定温度を高く変更する。
【００３４】
以上の制御回路７４は、冷却プレート３の第１の設定温度と、第２の設定温度と、電池１の発熱量とで冷却状態と、非冷却状態とを制御し、さらに結露センサ７６で結露を検出して、設定温度を変更するので、冷却プレート３の結露の発生を防止しながら、電池１をより効率よく速やかに冷却できる。ただ、本発明の電源装置は、冷却プレートの温度をひとつの設定温度に比較して、設定温度よりも高いと冷却プレートを冷却して、設定温度よりも低いと冷却プレートを冷却しない状態に制御することもできる。
【００３５】
図２と図３に示す電源装置は、冷却プレート３を細長い四角形として、この上に２組の電池ブロック２を並べて固定している。電池ブロック２を図９の斜視図に示している。この電池ブロック２は、複数の角形電池１を、垂直姿勢で水平面内で積層するように２列に並べて底面を平面状としている。角形電池１は、金属板からなるバスバー（図示せず）を介して直列に接続している。さらに、電池ブロック２は、積層している電池１の両端面を一対のエンドプレート２０で挟着して、電池１を積層状態に固定している。一対のエンドプレート２０は、両端を連結金具２１で連結して積層状態の電池１を固定している。
【００３６】
この電池ブロック２は、冷却プレート３の上面に固定されて、各々の角形電池１を密着状態に固定する。角形電池１は、外装缶をアルミなどの金属としている。金属製の外装缶は熱伝導がよく、底面を冷却プレート３の表面に密着するように固定して、底面から全体を均一に冷却できる。角形電池１は、リチウムイオン電池である。ただし、電池は、リチウムイオン電池に代わって、ニッケル水素電池などの充電できる全ての電池とすることができる。
【００３７】
フレーム構造体５は、冷却プレート３との対向面に、断熱隙間６と固定凸部７を設けて、固定凸部７を介して冷却プレート３をフレーム構造体５に固定して、断熱隙間６でもって、冷却プレート３とフレーム構造体５とを断熱している。図２の電源装置は、冷却プレート３の下面に３列の細長い固定凸部７を設けて、この固定凸部７をフレーム構造体５のベースプレート３０に固定している。固定凸部は、冷却プレート３の下面に、断面形状を四角形とする金属ロッドを固定して設けることができ、また、冷却プレート３の底板を固定凸部ができるようにプレス加工して設けることができる。図の電源装置は、冷却プレート３に固定凸部７を設けているが、電源装置は、冷却プレート３に固定凸部を設けるのでなく、フレーム構造体に固定凸部を設けて、これを冷却プレート３に固定して、断熱隙間ができるように、冷却プレート３をフレーム構造体に固定することもできる。
【００３８】
図２のフレーム構造体５は、冷却プレート３を上面に固定するベースプレート３０と、このベースプレート３０を固定しているラダーフレーム３１と、このラダーフレーム３１を固定しているシャーシフレーム３２とを備える。
【００３９】
ベースプレート３０は、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板をプレス加工して製作される。このベースプレート３０は、冷却プレート３の下面に設けている複数列（図２において３列）の固定凸部７を、上面に固定している。さらに、ベースプレート３０は、上下に貫通する排出口３０ｃを設けて、この排出口３０ｃに向かって下り勾配の排水溝３０ｄを有する形状にプレス加工している。この形状のベースプレート３０は、外周の周壁３０ｅと、排水溝３０ｄを設けるための溝加工によって、曲げ強度を向上しながら、冷却プレート３から流下する電解液などを排出口３０ｃから外部に排出できる。
【００４０】
ベースプレート３０は、図５の一部拡大図に示すように、その幅を吊下フレーム３３の間隔よりも狭くして、両側を吊下フレーム３３に接触しない形状として、吊下フレーム３３との間に非接触隙間３５を設けている。このベースプレート３０は、吊下フレーム３３との間に非接触隙間３５を設けて、吊下フレーム３３との熱伝導を制限している。ベースプレート３０は、吊下フレーム３３に直接に連結されず、マウントフレーム３４を介して吊下フレーム３３に連結している。
【００４１】
図４は、冷却プレート３をベースプレート３０に固定する部分を示している。この図のベースプレート３０は、冷却プレート３の下面に設けている固定凸部７の両側に上に突出する補強リブ３０ａを設けており、一対の補強リブ３０ａの間に固定凸部７を固定している。この取り付け構造は、ベースプレート３０における、固定凸部７の固定部３０ｆを補強リブ３０ａで補強して固定できる。したがって、ベースプレート３０は、固定凸部７を固定する固定部３０ｆの強度を向上できる。補強リブ３０ａは、図４に示すように、上面を冷却プレート３から離す高さとして、冷却プレート３との熱伝導を少なくでき、また、上面を冷却プレート３の下面に接触させて、ベースプレートが冷却プレート３を支持する強度を向上できる。
【００４２】
ベースプレート３０は、冷却プレート３の外形よりも大きな細長い長方形であって、その外周に周壁３０ｅを設けている。細長い長方形のベースプレート３０は、両端部と中間部に３列の固定凸部７を固定している。固定凸部７は、細長いベースプレート３０の長手方向に直交する姿勢でベースプレート３０に固定している。
【００４３】
ラダーフレーム３１は、ベースプレート３０を固定している複数列のマウントフレーム３４と、このマウントフレーム３４の両端部を固定している吊下フレーム３３とを備える。図のラダーフレーム３１は、３列のマウントフレーム３４を吊下フレーム３３に連結している。マウントフレーム３４は、両端を吊下フレーム３３に、溶接などの方法で固定している。マウントフレーム３４は、固定凸部７の位置に配設されて、言い換えると、マウントフレーム３４の位置に固定凸部７を配設して、マウントフレーム３４の位置で冷却プレート３をベースプレート３０に固定している。したがって、マウントフレーム３４は、吊下フレーム３３の両端部と中間部とで吊下フレーム３３に固定している。マウントフレーム３４は、金属板を溝型にプレス加工したもので、その両側に位置する溝の開口縁に沿って外側に折曲している折曲片３４ａを設けている。折曲片３４ａは、上に突出するようにベースプレート３０に設けた補強リブ３０ａの下面にできるリブ溝３０ｂに案内されて、ベースプレート３０に溶接して固定される。
【００４４】
金属板を溝型にプレス加工しているマウントフレーム３４は、折曲片３４ａのみでベースプレート３０に接触して固定され、両側の折曲片３４ａの間はベースプレート３０から下方に離されて、非接触状態としている。このため、溝型のマウントフレーム３４は、溝の深さを補強リブ３０ａの突出高さよりも深くしている。この構造のマウントフレーム３４は、ベースプレート３０との接触面積を狭くして、ベースプレート３０との熱伝導を少なく制限できる。また、両側の折曲片３４ａでベースプレート３０の補強リブ３０ａの下面を支持するので、ベースプレート３０をしっかりと強固に支持できる特徴がある。
【００４５】
マウントフレーム３４は、ベースプレート３０に固定凸部７を固定する止ネジ３６を挿通する貫通孔３４ｂを設けている。この貫通孔３４ｂは、止ネジ３６のネジ頭よりも大きく、ネジ頭を貫通孔３４ｂに入れてネジ頭を回転できるようにしている。止ネジ３６は、ベースプレート３０を貫通して、固定凸部７に設けている雌ネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、ベースプレート３０を冷却プレート３に固定する。
【００４６】
吊下フレーム３３は２本の金属パイプで、両端部に上方に伸びる吊下部３３Ａを有する形状に加工して、吊下部３３Ａの上端を、溶接して車両に固定されるシャーシフレーム３２に固定している。図のラダーフレーム３１は、２本の吊下フレーム３３を、マウントフレーム３４の両端を固定できる幅に配設して、両端をシャーシフレーム３２に固定している。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】温度に対する飽和水蒸気量を示すグラフである。
【図２】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の概略分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の底面斜視図である。
【図４】図２に示す車両用の電源装置の要部拡大断面斜視図である。
【図５】図２に示す車両用の電源装置の一部拡大Ａ−Ａ線断面図である。
【図６】冷却プレートの冷却パイプの配管の一例を示す平面図である。
【図７】冷却プレートの冷却パイプの配管の他の一例を示す平面図である。
【図８】制御回路が開閉弁を制御するフローチャートである。
【図９】電池ブロックの斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…電池
２…電池ブロック
３…冷却プレート
４…熱交換器
５…フレーム構造体
６…断熱隙間
７…固定凸部
１０…閉鎖室
１１…上面板
１２…底板
１３…冷却パイプ                    １３Ａ…平行パイプ
１３Ａａ…流入側の平行パイプ
１３Ａｂ…排出側の平行パイプ
１４…膨張弁                        １４Ａ…キャピラリーチューブ
１５…コンデンサ
１６…コンプレッサ
１７…開閉弁
１８…レシーバータンク
２０…エンドプレート
２１…連結具
３０…ベースプレート                ３０ａ…補強リブ
３０ｂ…リブ溝
３０ｃ…排出口
３０ｄ…排水溝
３０ｅ…周壁
３０ｆ…固定部
３１…ラダーフレーム
３２…シャーシフレーム
３３…吊下フレーム                  ３３Ａ…吊下部
３４…マウントフレーム              ３４ａ…折曲片
３４ｂ…貫通孔
３５…非接触隙間
３６…止ネジ
７０…冷却機構
７１…制御機
７２…電池温度センサ
７３…プレート温度センサ            ７３Ａ…流入側のプレート温度センサ
７３Ｂ…排出側のプレート温度センサ
７４…制御回路
７５…発熱量検出回路
７６…結露センサ
８０…冷却プレート
８３…冷却パイプ                    ８３Ａ…平行パイプ
８３Ａａ…流入側の平行パイプ
８３Ａｂ…排出側の平行パイプ
【図１】
0005252966.tif 000002
【図２】
0005252966.tif 000003
【図３】
0005252966.tif 000004
【図４】
0005252966.tif 000005
【図５】
0005252966.tif 000006
【図６】
0005252966.tif 000007
【図７】
0005252966.tif 000008
【図８】
0005252966.tif 000009
【図９】
0005252966.tif 000010