(57)【要約】【課題】搭載される蓄電池の冷却を簡単な構成で可能な自動車を提供する。【解決手段】バッテリ１は燃料タンク１１に隣接して設けられているので、バッテリの熱は燃料タンク１１内の燃料に伝達される。ＥＣＵ９は温度センサＳＮＳの検出結果に基づいてバッテリ１の冷却が必要か否かを判定する。バッテリ１の冷却が必要な場合には、ＥＣＵ９は燃料タンク１１から出た燃料の一部あるいは全部が戻り配管１４を経由して再び燃料タンク１１に戻るように電磁弁１５を制御する。燃料がこの経路を循環する際に燃料から熱が逃げる。つまりバッテリ１と燃料との間で熱交換が行なわれる。よってバッテリ１が冷却される。【選択図】図２
2007302123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置と、
前記燃料との間で熱交換を行なう蓄電池とを備える、自動車。
【請求項２】
前記燃料供給装置は、
前記燃料を蓄える燃料タンクを含み、
前記蓄電池は、前記燃料タンクに隣接して配置される、請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
前記蓄電池は、バイポーラ２次電池である、請求項２に記載の自動車。
【請求項４】
前記燃料供給装置は、
前記燃料タンクから前記内燃機関に向けて前記燃料を流す燃料配管と、
前記燃料配管内の前記燃料を前記燃料タンクに戻す戻り配管と、
前記燃料配管と前記戻り配管との分岐部に設けられ、前記燃料配管内の前記燃料の流れを前記戻り配管に分岐するか否かを切換えるバルブとをさらに含む、請求項２に記載の自動車。
【請求項５】
前記自動車は、
前記蓄電池の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて前記バルブを制御する制御部とをさらに備える、請求項４に記載の自動車。
【請求項６】
前記バルブは、制御信号に応じて、前記燃料配管を経由して前記内燃機関に送られる前記燃料の流量と、前記戻り配管を経由して前記燃料タンクに戻される前記燃料の流量との流量比を連続的に変化させることが可能であり、
前記内燃機関は、前記自動車の駆動源であり、
前記自動車は、
前記内燃機関の他の駆動源であり、かつ、前記蓄電池から電源供給されて動作する電動機をさらに備え、
前記制御部は、車両状況に応じて、前記自動車の全駆動力に対する前記内燃機関と前記電動機とへの配分比を決定し、前記温度センサの検出結果が所定の温度を上回る場合には、前記配分比に応じて前記流量比を決定し、決定結果を示す前記制御信号を前記バルブに送る、請求項５に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に関し、特に、自動車に搭載される蓄電池を冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ますます高まりつつある省エネ・環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きく注目されている。そして、ハイブリッド自動車は、既に実用化されている。
【０００３】
ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによってさらに動力源を得るものである。
【０００４】
多くの場合、ハイブリッド自動車ではモータに電源供給を行なうために蓄電池が設けられる。このような蓄電池は高容量であることが求められるためサイズも大型化する。よって蓄電池を車両に搭載するための様々な方法が従来から提案される。
【０００５】
たとえば特開２００１−１３８７５３号公報（特許文献１）は、ハイブリッド自動車の下部車体構造を開示する。このハイブリッド自動車においては車両前後方向の長さを短縮しながら低床化を図るため、乗員が座るシート下部のフロアパネルに、そのフロアパネルの主面よりも高い段部を形成する。そして、この段部の空間内にエンジン用の燃料タンクと蓄電池とが配置される。蓄電池は冷却用のファンとともにケース内に収容される。
【特許文献１】特開２００１−１３８７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開２００１−１３８７５３号公報（特許文献１）では、蓄電池を冷却するためのファンが蓄電池とともにケースに収納されることが開示される。このため、ケース全体のサイズが大きくなる、あるいは、蓄電池、冷却装置およびケースを含めた電池パックの総重量が重くなる等の問題が生じることが考えられる。しかしながら特開２００１−１３８７５３号公報（特許文献１）にはこのような問題を解決するための方法は示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、搭載される蓄電池の冷却を簡単な構成で可能な自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は要約すれば、自動車であって、内燃機関と、内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置と、燃料との間で熱交換を行なう蓄電池とを備える。
【０００９】
好ましくは、燃料供給装置は、燃料を蓄える燃料タンクを含む。蓄電池は、燃料タンクに隣接して配置される。
【００１０】
より好ましくは、蓄電池は、バイポーラ２次電池である。
より好ましくは、燃料供給装置は、燃料タンクから内燃機関に向けて燃料を流す燃料配管と、燃料配管内の燃料を燃料タンクに戻す戻り配管と、燃料配管と戻り配管との分岐部に設けられ、燃料配管内の燃料の流れを戻り配管に分岐するか否かを切換えるバルブとをさらに含む。
【００１１】
さらに好ましくは、自動車は、蓄電池の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出結果に基づいてバルブを制御する制御部とをさらに備える。
【００１２】
さらに好ましくは、バルブは、制御信号に応じて、燃料配管を経由して内燃機関に送られる燃料の流量と、戻り配管を経由して燃料タンクに戻される燃料の流量との流量比を連続的に変化させることが可能である。内燃機関は、自動車の駆動源である。自動車は、内燃機関の他の駆動源であり、かつ、蓄電池から電源供給されて動作する電動機をさらに備える。制御部は、車両状況に応じて、自動車の全駆動力に対する内燃機関と電動機とへの配分比を決定する。制御部は、温度センサの検出結果が所定の温度を上回る場合には、配分比に応じて流量比を決定し、決定結果を示す制御信号をバルブに送る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自動車に搭載される蓄電池の冷却を簡単な構成で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１５】
図１は、本実施の形態のハイブリッド自動車の概略構成図である。
図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、バッテリ１と、電力変換部（ＰＣＵ：Power Control Unit）２と、電動機３と、エンジン（内燃機関）４と、動力分割機構５と、発電機（ジェネレータ）６と、減速機７と、駆動輪８ａ，８ｂと、ハイブリッド自動車１００の全体動作を制御するＥＣＵ９と、燃料供給装置１０とを備える。
【００１６】
なお、図１には、前輪のみが駆動輪であるハイブリッド自動車を示したが、さらに後輪駆動用の電動機を設けて、４ＷＤのハイブリッド自動車を構成することも可能である。
【００１７】
バッテリ１は、充電可能な二次電池から構成される。バッテリ１の構成の詳細は後述する。電力変換部２は、バッテリ１から供給された直流電圧を、電動機３駆動用の交流電圧に変換するインバータ（図示せず）を含む。このインバータは、双方向の電力変換が可能なように構成され、電動機３の回生制動動作による発電電力（交流電圧）およびジェネレータ６による発電電力（交流電圧）を、バッテリ１充電用の直流電圧に変換する機能を併せ持つものとする。
【００１８】
さらに、電力変換部２は、直流電圧のレベル変換を行なう昇降圧コンバータ（図示せず）をさらに含んでもよい。このような昇降圧コンバータを配置することにより、バッテリ１の供給電圧よりも高電圧を振幅とする交流電圧によって電動機３を駆動することができるので、モータ駆動効率を向上することができる。
【００１９】
エンジン４は、燃料供給装置１０から燃料（たとえばガソリン）が供給されることによって動作する。動力分割機構５は、エンジン４によって生じた駆動力を、減速機７を介して駆動輪８ａ，８ｂへ伝達する経路と、ジェネレータ６へ伝達する経路とに分割可能である。ジェネレータ６は、動力分割機構５を介して伝達されたエンジン４からの駆動力によって回転されて発電する。ジェネレータ６による発電電力は、電力変換部２によって、バッテリ１の充電電力、あるいは電動機３の駆動電力として用いられる。
【００２０】
電動機３は、電力変換部２から供給された交流電圧によって回転駆動されて、その駆動力は、減速機７を介して駆動輪８ａ，８ｂへ伝達される。また、電動機３が駆動輪８ａ，８ｂの減速に伴って回転される回生制動動作時には、電動機３は発電機として作用する。
【００２１】
ハイブリッド自動車１００では、発進時ならびに低速走行時あるいは緩やかな坂を下るとき等の軽負荷時には、エンジン効率の悪い領域を避けるために、エンジン４の駆動力を用いることなく、電動機３による駆動力で走行する。したがって、この場合には、暖機運転が必要な場合を除いてエンジン４の運転が停止される。なお、暖機運転が必要な場合には、エンジン４はアイドル運転される。
【００２２】
一方、通常走行時には、エンジン４が始動され、エンジン４から出力された駆動力は、動力分割機構５によって駆動輪８ａ，８ｂの駆動力と、ジェネレータ６での発電用駆動力とに分割される。ジェネレータ６による発電電力は、電動機３の駆動に用いられる。したがって、通常走行時には、エンジン４による駆動力を電動機３による駆動力でアシストして、駆動輪８ａ，８ｂが駆動される。ＥＣＵ９は、動力分割機構５による動力分割比率を、全体の比率が最大となるように制御する。
【００２３】
さらに、全開加速時には、バッテリ１から供給される電力が電動機３の駆動にさらに用いられて、駆動輪８ａ，８ｂの駆動力がさらに増加する。
【００２４】
減速および制動時には、電動機３は、駆動輪８ａ，８ｂによって回転駆動されて発電する。電動機３の回生発電によって回収された電力は、電力変換部２によって直流電圧に変換されてバッテリ１の充電に用いられる。さらに、車両停止時には、エンジン４は自動的に停止される。
【００２５】
このように、ハイブリッド自動車１００は、エンジン４によって発生された機械的動力（駆動力）と電気エネルギを源として電動機３によって発生された機械的動力（駆動力）との組合せによって、すなわち車両状況に応じてエンジン４および電動機３の動作を制御することにより燃費を向上させた車両運転を行なう。別の表現を用いると、ＥＣＵ９は車両状況に応じて、車両の全駆動力に対するエンジン４と電動機３との駆動力の配分比を決定する。
【００２６】
図２は、図１の燃料供給装置１０の構成を示す図である。
図２を参照して、燃料供給装置１０は、燃料タンク１１と、複数のインジェクタ１２と、燃料配管１３と、戻り配管１４と、電磁弁１５と、デリバリパイプ１６と、燃料圧レギュレータ１７と、燃料ポンプ１８と、燃料フィルタ１９とを含む。
【００２７】
燃料タンク１１はエンジン４に供給する燃料を蓄える。燃料タンク１１に蓄えられた燃料は、電動機駆動式の燃料ポンプ１８により所定圧で吐出される。なお燃料ポンプ１８は、ＥＣＵ９の出力信号に基づいて制御される。
【００２８】
燃料ポンプ１８から吐出された燃料は、燃料フィルタ１９を介して燃料圧レギュレータ１７へ供給される。燃料圧レギュレータ１７は、デリバリパイプ１６の上流側に配置されて、燃料ポンプ１８からの吐出燃料の燃料圧が所定の設定燃料圧よりも高くなると吐出燃料の一部を燃料タンク１１へ戻すように構成される。したがって、燃料圧レギュレータ１７の下流側において、燃料圧は、上記設定燃料圧よりも高くならないように維持される。
【００２９】
図１に示すエンジン４は、複数の気筒（たとえば４つの気筒）を備える。複数のインジェクタ１２（図２では４つのインジェクタ１２）が複数の気筒のそれぞれに対応して設けられる。
【００３０】
燃料ポンプ１８の吐出側は、燃料フィルタ１９、燃料圧レギュレータ１７、および燃料配管１３を介して各インジェクタ１２を備えた管体として形成されたデリバリパイプ１６と連結される。すなわち、デリバリパイプ１６は、燃料配管１３を介して燃料ポンプ１８により吐出された燃料を上流側から受けて各インジェクタ１２へ分配し、エンジン内へ噴射させる。
【００３１】
燃料配管１３と戻り配管１４との分岐部には電磁弁１５が設けられる。電磁弁１５は、ＥＣＵ９からの制御信号に応答して、燃料配管１３内の燃料の流れを戻り配管１４に分岐するか否かを切換える。戻り配管１４に導かれた燃料は燃料タンク１１に戻される。戻り配管１４に燃料が導かれることによって燃料の循環経路が形成される。
【００３２】
一方、電磁弁１５は、燃料の流れを分岐させない場合には燃料ポンプ１８より吐出される燃料をそのまま燃料配管１３およびデリバリパイプ１６に流すよう燃料の供給経路を設定する。
【００３３】
なお、電磁弁１５は、ＥＣＵ９からの制御信号に応じて、燃料配管１３（およびデリバリパイプ１６）を経由してエンジン４に送られる燃料の流量と、戻り配管１４を経由して燃料タンク１１に戻される燃料の流量との流量比を０％から１００％までの間で連続的（無段階）に変化させる。ここで流量比が０％であるとは燃料ポンプ１８より吐出される燃料がすべて燃料配管１３およびデリバリパイプ１６に送られる（エンジン４に送られる）ことを意味し、流量比が１００％であるとは燃料ポンプ１８より吐出される燃料がすべて戻り配管１４を経由して燃料タンク１１に戻されることを意味する。
【００３４】
燃料タンク１１に隣接してバッテリ１を収容するケース２０が設けられる。ケース２０の外壁には複数の放熱フィン２０１が設けられる。またケースの内部にはバッテリ１の温度を検出するための温度センサＳＮＳが設けられる。
【００３５】
なお図２ではケース２０とバッテリ１との間には空間が存在するよう示されるが、バッテリ１からケース２０への熱伝達を良くするため、バッテリ１の外壁はケース２０の内壁に密着することが好ましい。
【００３６】
バッテリ１は燃料タンク１１に隣接して設けられているので、バッテリの熱は燃料タンク１１内の燃料に伝達される。ＥＣＵ９は温度センサＳＮＳの検出結果に基づいてバッテリ１の冷却が必要か否かを判定する。バッテリ１の冷却が必要な場合には、ＥＣＵ９は燃料タンク１１から出た燃料の一部あるいは全部が戻り配管１４を経由して再び燃料タンク１１に戻るように電磁弁１５を制御する。燃料がこの経路を循環する際に燃料から熱が逃げる。つまりバッテリ１と燃料との間で熱交換が行なわれる。よってバッテリ１が冷却される。
【００３７】
また、ガソリンの気化温度が低い（約３０〜４０度）ため、ガソリンの気化の際にバッテリ１から熱を奪うことによりバッテリ１を冷却することも可能である。
【００３８】
このように本実施の形態ではバッテリ１の冷却媒体として内燃機関の燃料を用いるので、冷却ファン等の冷却装置を用いなくてもバッテリ１を冷却できる。よって本実施の形態によればバッテリ１の冷却を簡単な構成で実現できる。
【００３９】
また、バッテリ１の冷却が開始されるまでの間、あるいはバッテリ１の冷却期間には燃料タンク１１内の燃料がバッテリ１によって暖められる。これにより燃料の霧化が促進されるので低燃費化およびエミッション性能の向上を図ることができる。
【００４０】
なお、戻り配管１４の外壁には放熱フィン１４１が設けられる。これにより戻り配管１４を流れる燃料の放熱が促進される。
【００４１】
また、戻り配管１４は車両の下部に配置され、かつ露出していることが好ましい。これによって車両の走行時に戻り配管１４は走行風を受けることができるので、戻り配管１４を流れる燃料からの放熱が促進される。
【００４２】
また、戻り配管１４はバッテリ１のケース２０の外表面に沿って蛇行するように設けられていてもよい。これによりバッテリ１の冷却性能をより高めることが可能になる。
【００４３】
図３は、図２のＥＣＵ９によって実行される燃料循環処理を説明するフローチャートである。
【００４４】
図３および図２を参照して参照して処理が開始されると、まずステップＳ１において、ＥＣＵ９は温度センサＳＮＳからバッテリ１の温度に関する情報を取得する。そしてＥＣＵ９はこの情報に基づいて、バッテリ１の冷却が必要か否かを判定する。
【００４５】
ステップＳ１において、ＥＣＵ９は温度センサＳＮＳが検出したバッテリ１の温度が所定の温度（たとえば６０度）を超えた場合にバッテリ１の冷却が必要であると判定してもよいし、所定の期間（たとえば数秒間）におけるバッテリ１の温度上昇の割合が所定の割合を上回る場合にバッテリ１の冷却が必要であると判定してもよい。
【００４６】
ＥＣＵ９はバッテリ１の冷却が必要であると判定する場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２において燃料を循環させる。
【００４７】
ステップＳ２において、ＥＣＵ９は、まず、図１のハイブリッド自動車１００の全駆動力に対するエンジン４と電動機３との駆動力の配分比に基づいて、燃料配管１３（およびデリバリパイプ１６）を経由してエンジン４に送られる燃料の流量と、戻り配管１４を経由して燃料タンク１１に戻される燃料の流量との流量比を決定する。
【００４８】
上述したように、ハイブリッド自動車１００は、軽負荷時にはエンジン４の駆動力を用いることなく、電動機３による駆動力で走行する。この場合には、ＥＣＵ９は燃料ポンプ１８から吐出された燃料がすべて戻り配管１４を経由して燃料タンク１１に戻る経路が形成されるよう電磁弁１５を制御する。すなわちＥＣＵ９は流量比を１００％に設定する。そしてＥＣＵ９は燃料ポンプ１８を動作させる。これにより燃料の循環が行なわれ、バッテリ１が冷却される。
【００４９】
なお、軽負荷時においてバッテリ１の冷却とエンジン４の暖機運転とを行なう場合には、ＥＣＵ９は、燃料ポンプ１８から吐出された燃料の一部が燃料配管１３およびデリバリパイプ１６に送られ、残りが戻り配管１４に送られるように電磁弁１５を制御する。たとえばＥＣＵ９は流量比を８０％に設定する。
【００５０】
また、軽負荷時から通常走行時に切換った直後においてバッテリ１の冷却１が必要な場合、あるいは、全開加速時においてバッテリ１の冷却が必要な場合には、ＥＣＵ９は、燃料ポンプ１８から吐出された燃料の一部が燃料配管１３およびデリバリパイプ１６に送られ、残りが戻り配管１４に送られるように電磁弁１５を制御する。たとえばＥＣＵ９は流量比を２０％に設定する。
【００５１】
これにより通常走行時にはエンジン４に駆動力を出力させながらバッテリ１を冷却することができる。また全開加速時にはエンジン４に駆動力を出力させることができるとともに、バッテリ１の放電時にバッテリ１の温度が大幅に上昇することを抑えることができる。
【００５２】
一方、ＥＣＵ９はバッテリ１の冷却が不要であると判定した場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ３において燃料の循環を行なわないよう電磁弁１５を制御する。これにより、通常走行時あるいは全開加速時には燃料ポンプ１８から吐出された燃料のすべてが燃料配管１３およびデリバリパイプ１６に送られる。すなわちＥＣＵ９は流量比を０％に設定する。
【００５３】
ステップＳ２またはステップＳ３の処理が終了すると、全体の処理は再びステップＳ１に戻る。
【００５４】
このようにＥＣＵ９は、車両状況（エンジン４と電動機３との駆動力の配分比）に応じて流量比を決定する。そしてＥＣＵ９は決定した流量比に応じた制御信号を電磁弁１５に送る。電磁弁１５は、制御信号に応じて流量比を変化させる。よって本実施の形態によれば、特にエンジンの駆動力を用いて走行する場合において、走行に影響を与えることなくバッテリ１を冷却できる。
【００５５】
なお、バッテリ１としては様々な２次電池を用いることができる。特に本実施の形態では２次電池として「バイポーラ２次電池」を用いることが好ましい。
【００５６】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車等の大容量電源として、高エネルギー密度、高出力密度を達成できるリチウム２次イオン電池が開発され使用されている。リチウム２次イオン電池をハイブリッド自動車や電気自動車等に用いる場合には、大出力を確保するために複数の単位電池（電池セル）が直列に接続される。
【００５７】
しかし、接続部材（バスバー等）を介して電池を接続すると接続部材の電気抵抗によって電池の出力が低下する。さらに電池の全体の体積に対して接続部材が占有する体積の割合が大きくなるほど電池の電池の出力密度やエネルギー密度が低下する。
【００５８】
バイポーラ２次電池はこのような問題を解決可能な電池の１つであり、電池セル間の抵抗を低減することを可能にするともに小型化を可能にする。バイポーラ２次電池は一般的に電解質を介して複数のバイポーラ電極を積層した構造を有する。ここで、バイポーラ電極とは、たとえばシート状に形成された集電部材の一方の面に正極活物質層が形成され、集電部材の他方の面に負極活物質層が形成された電極のことを意味するものとする。
【００５９】
バイポーラ電極を薄くすることによって、バイポーラ２次電池の厚みを小さくすることができるとともにバイポーラ２次電池の軽量化を図ることができる。よって、バッテリ１にバイポーラ２次電池を用いることによってハイブリッド自動車におけるバッテリの配置の自由度を高くすることができる。
【００６０】
すなわちバッテリ１にバイポーラ２次電池を用いることで図２に示すように燃料タンク１１に隣接してバッテリ１を設けることが容易になる。
【００６１】
図４は、図１のバッテリ１を示す斜視図である。
図４を参照して、バッテリ（バイポーラ２次電池）１は、複数の電池セル２５が積層されて形成されている。バッテリ１は、略直方体形状を有する。
【００６２】
図５は、図４のＶ−Ｖ線に従う断面図である。
図５および図４を参照して、電池セル２５は、正極をなす正極活物質層２８と、負極をなす負極活物質層２６と、正極活物質層２８と負極活物質層２６との間に介在する電解質層２７とから構成されている。電解質層２７は、イオン伝導性を示す材料から形成される層である。電解質層２７は、固体電解質であっても良いし、ゲル状電解質であっても良い。電解質層２７を介在させることによって、正極活物質層２８および負極活物質層２６間のイオン伝導がスムーズになり、バイポーラ２次電池の出力を向上させることができる。
【００６３】
複数の電池セル２５は、積層方向に隣り合う位置で正極活物質層２８と負極活物質層２６とが対向するように積層されている。複数の電池セル２５間には、それぞれシート状の集電箔２９が設けられている。集電箔２９の一方の面２９ｂに正極活物質層２８が形成され、集電箔２９の他方の面２９ａに負極活物質層２６が形成されている。正極活物質層２８および負極活物質層２６は、たとえばスパッタリングにより集電箔２９の表面上に形成されている。
【００６４】
電池セル２５の積層方向に隣り合う電解質層２７間に配置された、正極活物質層２８、集電箔２９および負極活物質層２６の組が、バイポーラ電極３０を構成している。バイポーラ２次電池では、１つのバイポーラ電極３０に、正極をなす正極活物質層２８と負極をなす負極活物質層２６との双方が形成されている。
【００６５】
複数の電池セル２５は、負極集電板２１に最も近い側に配置される電池セル２５ｍと、正極集電板２３に最も近い側に配置される電池セル２５ｎとを含む。電池セル２５ｍは、負極集電板２１側の端に負極活物質層２６が配置されるように設けられている。電池セル２５ｎは、正極集電板２３側の端に正極活物質層２８が配置されるように設けられている。これにより電池セル２５ｍの負極活物質層２６に負極集電板２１が接触され、電池セル２５ｎの正極活物質層２８に接触するように正極集電板２３が積層される。
【００６６】
負極集電板２１の表面に接触するように絶縁フィルム２４が積層される。また正極集電板２３の表面に接触するように絶縁フィルム２４が積層される。これによりバイポーラ２次電池を図２に示す燃料タンク１１に直接接触させることが可能になるのでバイポーラ２次電池の冷却効率を高くすることができる。なお、燃料タンク１１にバイポーラ２次電池を直接接触させる場合、たとえばバイポーラ２次電池は燃料タンク１１の底面に接触し、かつ、支持部材により固定される。
【００６７】
続いて、図４および図５中のバッテリ１（バイポーラ２次電池）を構成する各部材について詳細な説明を行なう。集電箔２９は、たとえばアルミニウムから形成されている。この場合、集電箔２９の表面に設けられる活物質層が固体高分子電解質を含んでも、集電箔２９の機械的強度を十分に確保することができる。集電箔２９は、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）もしくはこれらの合金等、アルミニウム以外の金属の表面にアルミニウムを被膜することによって形成されても良い。
【００６８】
正極活物質層２８は、正極活物質および固体高分子電解質を含む。正極活物質層２８は、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでも良い。
【００６９】
正極活物質としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる、リチウムと遷移金属との複合酸化物を使用することができる。正極活物質として、たとえば、ＬｉＣｏＯ２等のＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２等のＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４等のＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２等のＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物などが挙げられる。その他、ＬｉＦｅＰＯ４等の遷移金属とリチウムとのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３等の遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。
【００７０】
固体高分子電解質は、イオン伝導性を示す高分子であれば、特に限定されず、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体などが挙げられる。このようなポリアルキレンオキシド系高分子は、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２等のリチウム塩を容易に溶解する。固体高分子電解質は、正極活物質層２８および負極活物質層２６の少なくとも一方に含まれる。より好ましくは、固体高分子電解質は、正極活物質層２８および負極活物質層２６の双方に含まれる。
【００７１】
支持塩としては、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等を使用することができる。
【００７２】
負極活物質層２６は、負極活物質および固体高分子電解質を含む。負極活物質層は、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでも良い。
【００７３】
負極活物質としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる材料を使用することができる。但し、固体電解質を使用する場合、負極活物質として、カーボンもしくはリチウムと金属酸化物もしくは金属との複合酸化物を用いることが好ましい。より好ましくは、負極活物質は、カーボンもしくはリチウムと遷移金属との複合酸化物である。さらに好ましくは、遷移金属はチタンである。つまり、負極活物質は、チタン酸化物もしくはチタンとリチウムとの複合酸化物であることがさらに好ましい。
【００７４】
電解質層２７を形成する固体電解質としては、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体等、固体高分子電解質を使用することができる。固体電解質は、イオン伝導性を確保するための支持塩（リチウム塩）を含む。支持塩としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。
【００７５】
さらに、正極活物質層２８、負極活物質層２６および電解質層２７を形成する材料の具体例を表１から表３に示す。表１は、電解質層２７が有機系固体電解質である場合の具体例を示し、表２は、電解質層２７が無機系固体電解質である場合の具体例を示し、表３は、電解質層２７がゲル状電解質である場合の具体例を示す。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
【表２】
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【００７８】
【表３】
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【００７９】
図６は、本実施の形態の自動車においてバイポーラ２次電池を搭載した状態を示す図である。なお図６は図１のハイブリッド自動車１００の下側から見た図である。
【００８０】
図６を参照して、ハイブリッド自動車１００の下側に燃料タンク１１と、バッテリ１と、燃料配管１３と、戻り配管１４と、電磁弁１５とが配置される。バッテリ１（バイポーラ２次電池）は燃料タンク１１の底面に取り付けられる。なお、図６に示すようにバッテリ１（バイポーラ２次電池）には複数の放熱フィン２０１が取り付けられる。これによりハイブリッド自動車の走行時には走行風によって複数の放熱フィン２０１からの放熱が促進される。
【００８１】
燃料タンク１１からエンジン（図６に示さず）に燃料を供給する場合には燃料タンク１１から燃料配管１３に燃料が流れる。一方、バッテリ１の冷却を行なう場合には燃料タンク１１から流れる燃料は燃料配管１３、電磁弁１５および戻り配管１４を経由して再び燃料タンクに戻る。
【００８２】
バッテリ１の熱が燃料タンク１１内のガソリンに伝達されることにより、たとえば燃料タンクから出るガソリンの温度は４０度となる。ガソリンは戻り配管１４を流れるうちに走行風によって冷却される。燃料タンク１１に戻るときのガソリンの温度はたとえば約２０度になる。
【００８３】
なお、図６では燃料タンク１１およびバッテリ１は後輪４２ａ，４２ｂに近い位置に配置されるよう示されるが、特にこの位置に燃料タンク１１およびバッテリ１が配置されるよう限定されるものではなく、燃料タンク１１およびバッテリ１の配置は適切に設定される。
【００８４】
なお、本実施の形態では、本発明の冷却システムを搭載する自動車の例としてエンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド自動車を示した。しかし、本発明はたとえば直流電源に燃料電池を用いた燃料電池車にも適用可能である。
【００８５】
一般に、燃料電池車においては、モータの回生時に発生した回生エネルギーを回収するための蓄電池が備えられている。そして、このような燃料電池車においては、モータの回生動作時にモータが発生した電力を用いて蓄電池を充電したり、燃料電池と蓄電池とを併用したりして、より高電圧の電力をモータへ供給することが行なわれる。燃料電池は、たとえば水素などの燃料と酸化剤との化学反応によって発生する化学反応エネルギーから電気エネルギーを得る直流電力発電電池である。たとえばこのような燃料電池車においてバイポーラ２次電池を水素タンクに接触させることにより冷却してもよい。
【００８６】
また、動力源としてエンジンのみが搭載され、エアコンディショナ等の補機に電源を供給するために蓄電池が搭載される自動車に対しても本発明は適用可能である。
【００８７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施の形態のハイブリッド自動車の概略構成図である。
【図２】図１の燃料供給装置１０の構成を示す図である。
【図３】図２のＥＣＵ９によって実行される燃料循環処理を説明するフローチャートである。
【図４】図１のバッテリ１を示す斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に従う断面図である。
【図６】本実施の形態の自動車においてバイポーラ２次電池を搭載した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  バッテリ、２  電力変換部、３  電動機、４  エンジン、５  動力分割機構、６  ジェネレータ、７  減速機、８ａ，８ｂ  駆動輪、１０  燃料供給装置、１１  燃料タンク、１２  インジェクタ、１３  燃料配管、１４  戻り配管、１５  電磁弁、１６  デリバリパイプ、１７  燃料圧レギュレータ、１８  燃料ポンプ、１９  燃料フィルタ、２０  ケース、２１  負極集電板、２３  正極集電板、２４  絶縁フィルム、２５，２５ｍ，２５ｎ  電池セル、２６  負極活物質層、２７  電解質層、２８  正極活物質層、２９  集電箔、２９ａ，２９ｂ  面、３０  バイポーラ電極、４１  マフラー、４２ａ，４２ｂ  後輪、１００  ハイブリッド自動車、１４１，２０１  放熱フィン、Ｓ１〜Ｓ３  ステップ、ＳＮＳ  温度センサ。
【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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