(57)【要約】【課題】バッテリパックケース内で凝縮水が発生することを抑制できるバッテリパック構造を提供する。【解決手段】本発明のバッテリパック構造では、気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する通気機構を有するバッテリパックケースと、前記バッテリパックケースに内蔵されるバッテリモジュールと、を備え、バッテリ冷却手段により前記バッテリモジュールを冷却し、空気冷却手段により前記通気機構の外側近傍の空気を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する通気機構を有するバッテリパックケースと、
前記バッテリパックケースに内蔵されるバッテリモジュールと、
前記バッテリモジュールを冷却するバッテリ冷却手段と、
前記通気機構の外側近傍の空気を冷却する空気冷却手段と、
を備えたことを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項２】
請求項１に記載されたバッテリパック構造において、
前記バッテリ冷却手段は、
前記バッテリパックケース内の空気を冷却する冷却機構と、
前記冷却機構により冷却された空気を、前記バッテリモジュールから前記通気機構へと順に送風する送風機構と、
を有することを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたバッテリパック構造において、
前記通気機構は、気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する通気膜を有する
ことを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載されたバッテリパック構造において、
前記バッテリ冷却手段、又は、前記空気冷却手段の少なくとも一方は、
冷媒を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮手段から吐出された冷媒と前記バッテリパックケース外の空気とを熱交換する降温用熱交換手段と、を有し、冷媒温度を低下させる冷媒降温部と、
前記冷媒降温部から流出した冷媒と冷却対象とを熱交換させるバッテリ用熱交換手段と、
前記冷媒降温部と前記バッテリ用熱交換手段とを接続し、前記冷媒を循環させる冷媒配管と、
を有することを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項５】
請求項４に記載されたバッテリパック構造において、
前記バッテリ用熱交換手段は、
前記冷媒と前記バッテリパックケース内の空気とを熱交換させるケース内熱交換部と、
前記冷媒と前記通気機構の外側近傍の空気とを熱交換させるケース外熱交換部と、
前記冷媒降温部と前記ケース内熱交換部と前記ケース外熱交換部とを直列に接続し、前記冷媒を循環させる直列回路と、
を有することを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項６】
請求項５に記載されたバッテリパック構造において、
前記直列回路は、前記ケース内熱交換部よりも前記冷媒の流れ方向の下流側に前記ケース外熱交換部を接続する
ことを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項７】
請求項６に記載されたバッテリパック構造において、
前記直列回路は、
前記ケース外熱交換部を迂回するバイパス回路と、
前記ケース外熱交換部への冷媒流れを遮断して前記パイパス回路へ冷媒を流通させる切替弁と、
を有することを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項８】
請求項５に記載されたバッテリパック構造において、
前記直列回路は、前記ケース外熱交換部よりも前記冷媒の流れ方向の下流側に前記ケース内熱交換部を接続する
ことを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項９】
請求項４に記載されたバッテリパック構造において、
前記バッテリ用熱交換手段は、
前記冷媒と前記バッテリパックケース内の空気とを熱交換させるケース内熱交換部と、
前記冷媒と前記通気機構の外側近傍の空気とを熱交換させるケース外熱交換部と、
前記冷媒降温部と前記ケース内熱交換部とを接続する第１並列回路と、
前記冷媒降温部と前記ケース外熱交換部とを接続する第２並列回路と、
を有することを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項１０】
請求項４から請求項９のいずれか一項に記載されたバッテリパック構造において、
前記バッテリパックケースは、車両に搭載され、
前記車両は、車室の内部と熱交換を行う車両用熱交換手段を有し、
前記冷媒配管は、前記冷媒降温部と前記バッテリ用熱交換手段を接続するバッテリパック用回路と、前記冷媒降温部と前記車両用熱交換手段を接続する空調用回路と、を有する
ことを特徴とするバッテリパック構造。
【請求項１１】
請求項１０に記載されたバッテリパック構造において、
前記冷媒配管は、前記バッテリパック用回路への冷媒流れを遮断し、前記空調用回路へ冷媒を流通させる切替弁を有する
ことを特徴とするバッテリパック構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリパックケースに内蔵されたバッテリモジュールを冷却するバッテリ冷却手段を備えたバッテリパック構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリを内蔵したバッテリケースに、ケース内の空気と内部を流れる冷媒の間で熱交換を行なうエバポレータと、エバポレータにより熱交換された空気をバッテリへ送風するブロアと、を収容したバッテリパック構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このバッテリパック構造では、排水ドレンを介してエバポレータからの凝縮水をバッテリケースの外部へ排出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-54379公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のバッテリパック構造では、排水ドレンを設けるために、バッテリケースに凝縮水排出用の開口を設ける必要がある。そのため、この開口を介して水蒸気を含む空気がバッテリケース内に浸入し、凝縮水を増大させるという問題が発生してしまう。
しかも、このようなバッテリケースを、例えば車両の床下に配置した場合では、凝縮水排出用の開口から泥水や埃といった異物がバッテリケース内に入り込むおそれもあった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、バッテリパックケース内で凝縮水が発生することを抑制できるバッテリパック構造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、本発明のバッテリパック構造では、バッテリパックケースと、バッテリモジュールと、バッテリ冷却手段と、空気冷却手段と、を備えている。
前記バッテリパックケースは、気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する通気機構を有する。
前記バッテリモジュールは、前記バッテリパックケースに内蔵される。
前記バッテリ冷却手段は、前記バッテリモジュールを冷却する。
前記空気冷却手段は、前記通気機構の外側近傍の空気を冷却する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のバッテリパック構造にあっては、バッテリ冷却手段により、バッテリパックケース内のバッテリモジュールが冷却される。そして、空気冷却手段により、バッテリパックケースに設けた通気機構の外側近傍の空気が冷却される。
すなわち、通気機構の外側近傍の空気を冷却することで、この通気機構の外側近傍の空気における飽和水蒸気圧（水蒸気濃度）を低減できる。これにより、バッテリパックケース内の飽和水蒸気圧の方が、通気機構の外側近傍の空気の飽和水蒸気圧よりも相対的に高くなれば、水蒸気はバッテリパックケースから通気機構を介して外へと排出される。このため、バッテリパックケース内の水蒸気量が低下し、このバッテリパックケース内において、バッテリ冷却手段による凝縮水が発生することを抑制できる。
この結果、バッテリパックケースに凝縮水排出用の開口を設ける必要がなくなり、開口を介して水蒸気を含む空気がバッテリパックケース内に浸入することで凝縮水が増大したり、開口からバッテリパックケース内に異物が入り込んだりする問題がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のバッテリパック構造を採用したバッテリパックが搭載された電気自動車を示すシステム図である。
【図２】比較例のバッテリパック構造における冷媒の流れとバッテリの冷却風の流れを示す説明図である。
【図３】実施例１のバッテリパック構造における冷媒の流れとバッテリの冷却風の流れを示す説明図である。
【図４】実施例２のバッテリパック構造を採用したバッテリパックを示すシステム図である。
【図５】実施例２のバッテリパック構造における冷媒の流れとバッテリの冷却風の流れを示す説明図であり、(a)はケース外熱交換部に冷媒を流通させる場合を示し、(b)はケース外熱交換部に冷媒を流通させない場合を示す。
【図６】実施例３のバッテリパック構造を採用したバッテリパックを示すシステム図である。
【図７】実施例４のバッテリパック構造を採用したバッテリパックが搭載された電気自動車を示すシステム図である。
【図８】実施例５のバッテリパック構造を採用したバッテリパックを示すシステム図である。
【図９】実施例５のバッテリパック構造における冷媒の流れとバッテリの冷却風の流れを示す説明図であり、(a)はバッテリパック用回路に冷媒を流通させる場合を示し、(b)は車両用空調回路に冷媒を流通させる場合を示す。
【図１０】実施例５のバッテリパック構造の他の例を採用したバッテリパックを示すシステム図である。
【図１１】実施例１のバッテリパック構造の他の例を採用したバッテリパックを示すシステム図であり、(a)は空気冷却手段のみをヒートポンプ式冷却ユニットで構成する場合を示し、(b)はバッテリ冷却手段のみをヒートポンプ式冷却ユニットで構成する場合を示す。
【図１２】実施例１のバッテリパック構造のさらに他の例を採用したバッテリパックを示すシステム図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のバッテリパック構造を実施するための形態を、図面に示す実施例１から実施例５に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のバッテリパック構造を採用したバッテリパックが搭載された電気自動車を示すシステム図である。
【００１１】
実施例１のバッテリパック構造は、バッテリパックＢＰと、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰと、を備えている。
【００１２】
前記バッテリパックＢＰは、モータを走行駆動源する電気自動車Ｄの動力源として、電気自動車Ｄに搭載される。ここでは、例えばフロアパネルの下部のホイールベース中央位置に配置され、充放電ハーネスを介して電気自動車Ｄに搭載された図示しない強電モジュール（DC/DCコンバータ＋充電器）と接続される。また、前記バッテリパックＢＰは、バッテリパックケース１と、バッテリモジュール２と、を有している。
【００１３】
前記バッテリパックケース１は、例えばロア側バッテリケースと、アッパ側バッテリケースの２部品によって構成され、バッテリモジュール２を密閉する。ここで、ロア側バッテリケースは、車体メンバに対し支持固定されるフレーム部材である。また、アッパ側バッテリケースは、ロア側バッテリケースの外周位置にボルト固定されるカバー部材である。
そして、このバッテリパックケース１には、通気機構３と、冷媒管コネクタ端子４と、充放電コネクタ端子（図示せず）と、が設けられている。
【００１４】
前記通気機構３は、水蒸気等の気体の通過を許容すると共に、水等の液水の通過を防止する開口構造である。この通気機構３は、バッテリパックケース１に形成した開口部３１と、この開口部３１を封鎖する通気膜３２と、を有している。
ここで、通気膜３２は、気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する膜であり、例えば４フッ化エチレン樹脂多孔質膜や、ポリテトラフルオロエチレンを延伸加工したフィルムにポリウレタンポリマーを複合化したものからなる。なお、このようなフッ化樹脂多孔質膜の製品としてはテミッシュ（日東電工製：商標登録）やゴアテックス（W.L.ゴア＆アソシエイツ製：商標登録）が知られている。この通気膜３２は、連通する多数のミクロ孔を有し、気体を容易に通過させることができるが、表面に撥水性があり、液水を通過させることが困難なものとなっている。
【００１５】
前記冷媒管コネクタ端子４は、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰにおける冷媒配管８を接続するコネクタ端子である。
【００１６】
前記バッテリモジュール２は、前記バッテリパックケース１に内蔵された二次電池（リチウムイオンバッテリ等）による複数のバッテリセルを積み重ねた集合体構造である。ここで、複数のバッテリセルの間には、空気の流通を可能とする通気風路２１が設けられ、通気風路２１の一方に冷却風取入口２２が形成され、通気風路２１の他方に冷却風排出口２３が形成されている。ここで、冷却風取入口２２は、後述する送風ファン６２の排気口６２ｂ側に向いている。また、冷却風排出口２３は、通気機構３側に向いている。
【００１７】
前記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰは、冷媒（二酸化炭素等）の相変化時の熱エネルギーを用いた冷凍サイクルであり、バッテリモジュール２を冷却するバッテリ冷却手段と、通気機構３の外側近傍の空気Ｈを冷却する空気冷却手段と、を含んでいる。このヒートポンプ式冷却ユニットＨＰは、冷媒降温部５と、ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）６と、ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）７と、冷媒配管８と、を有する。
【００１８】
前記冷媒降温部５は、コンプレッサ５１と、コンデンサ５２と、エキスパンションバルブ５３と、汽水分離タンク５４と、を有する。
前記コンプレッサ５１は、冷媒を圧縮する圧縮手段である。
前記コンデンサ５２は、コンプレッサ５１から吐出された冷媒と車両前方から流れ込む走行風とを熱交換し、冷媒を冷却液化する降温用熱交換手段である。
前記エキスパンションバルブ５３は、コンデンサ５２から流出した冷媒を減圧膨張させる膨張弁である。
前記汽水分離タンク５４は、エキスパンションバルブ５３によって減圧膨張した冷媒に含まれる液化した冷媒と気化した冷媒を分離し、液化冷媒のみをケース内熱交換部６に供給する。
【００１９】
前記ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）６は、エバポレータ６１と、送風ファン６２と、を有する。
前記エバポレータ６１は、バッテリパックケース１に内蔵され、冷媒降温部５から供給された低圧低温の液化冷媒と、バッテリパックケース１内の空気とを熱交換し、バッテリパックケース１内の空気を冷却する冷却機構である。このエバポレータ６１は、冷媒流入管６１ａと、冷媒流出管６１ｂと、を有し、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒配管８に接続されている。
前記送風ファン６２は、エバポレータ６１により吸熱されて冷却された空気を、バッテリモジュール２から通気機構３へと順に送風する送風機構である。つまり、この送風ファン６２は、給気口６２ａがエバポレータ６１側に向けられ、排気口６２ｂがバッテリモジュール２の冷却風取入口２２に向けられる。そして、この送風ファン６２は、エバポレータ６１を通過して冷却された空気（冷却風）を、バッテリモジュール２の冷却風取入口２２に向かって送風する。
【００２０】
前記ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）７は、バッテリパックケース１の外側に配置され、ケース内熱交換部６から排出された冷媒と、通気機構３の外側近傍の空気Ｈとを熱交換し、通気機構３の外側近傍の空気Ｈを冷却する。
ここで、「通気機構３の外側近傍の空気Ｈ」とは、バッテリパックケース１の外側であって、通気機構３の周辺部分の雰囲気である。この「通気機構３の外側近傍の空気Ｈ」には、通気機構３を介してバッテリパックケース１内に流れ込む空気、或いは、通気機構３を介してバッテリパックケース１から流れ出た空気を含んでいる。
【００２１】
前記冷媒配管８は、冷媒降温部５とケース内熱交換部６とケース外熱交換部７とを直列に接続し、冷媒を順に循環させる配管であり、直列回路を構成している。この冷媒配管８は、第１配管８１から第６配管８６までに分割した６つの配管を有する。
前記第１配管８１は、冷媒降温部５におけるコンプレッサ５１とコンデンサ５２を接続する。
前記第２配管８２は、コンデンサ５２とエキスパンションバルブ５３を接続する。
前記第３配管８３は、エキスパンションバルブ５３と汽水分離タンク５４を接続する。
前記第４配管８４は、汽水分離タンク５４とケース内熱交換部６のエバポレータ６１を接続する。なお、この第４配管８４は、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒流入管６１ａに接続される。
前記第５配管８５は、エバポレータ６１とケース外熱交換部７を接続する。なお、この第５配管８５は、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒流出管６１ｂに接続される。
前記第６配管８６は、ケース外熱交換部７と冷媒降温部５のコンプレッサ５１を接続する。
この冷媒配管８において、冷媒は、第５配管８５内をエバポレータ６１からケース外熱交換部７に向かって流れる。そのため、この冷媒配管８は、ケース内熱交換部６よりも冷媒の流れ方向の下流側にケース外熱交換部７を接続することとなる。
【００２２】
次に、「比較例のバッテリパック構造の構成と課題」について説明し、続いて、実施例１のバッテリパック構造の作用を「冷媒循環作用」、「バッテリ冷却作用」、「通気機構外空気冷却作用」に分けて説明する。
【００２３】
[比較例のバッテリパック構造の構成と課題]
図２は、比較例のバッテリパック構造における冷媒の流れとバッテリの冷却風の流れを示す説明図である。
【００２４】
図２に示す比較例のバッテリパック構造は、バッテリパックＢＰ１と、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰ１と、を備えている。
【００２５】
前記バッテリパックＢＰ１は、バッテリパックケース９１と、バッテリモジュール９２と、を有している。
前記バッテリパックケース９１は、通気開口９３と、冷媒管コネクタ端子９４と、を有している。ここで、通気開口９３は、バッテリパックケース９１に形成された開口部であり、気体（水蒸気）だけでなく水等の液水の流通も許容する。
【００２６】
前記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰ１は、冷媒降温部９５と、ケース内熱交換部９６と、冷媒配管９７と、を有している。
前記冷媒降温部９５は、コンプレッサ９５ａと、コンデンサ９５ｂと、エキスパンションバルブ９５ｃと、汽水分離タンク９５ｄと、を有している。
前記ケース内熱交換部９６は、バッテリパックケース９１内に配置されたエバポレータ９６ａと、送風ファン９６ｂと、を有している。
前記冷媒配管９７は、コンプレッサ９５ａとコンデンサ９５ｂを接続する第１配管９７ａと、コンデンサ９５ｂとエキスパンションバルブ９５ｃを接続する第２配管９７ｂと、エキスパンションバルブ９５ｃと汽水分離タンク９５ｄを接続する第３配管９７ｃと、汽水分離タンク９５ｄとケース内熱交換部９６のエバポレータ９６ａを接続する第４配管９７ｄと、エバポレータ９６ａとコンプレッサ９５ａを接続する第５配管９７ｅと、を有している。
【００２７】
この比較例のバッテリパック構造においてバッテリモジュール９２を冷却するには、まず、コンプレッサ９５ａを駆動して冷媒を圧縮し、第１配管９７ａを介してコンデンサ９５ｂに供給する。コンプレッサ９５ａから供給された高圧冷媒は、コンデンサ９５ｂにおいて外気（車両前方から流れ込む走行風）によって冷却されて低温高圧冷媒となる。この低温高圧冷媒は、エキスパンションバルブ９５ｃで減圧膨張されて低温低圧冷媒になり、汽水分離タンク９５ｄで気体冷媒が分離されて液体冷媒のみがケース内熱交換部９６のエバポレータ９６ａに供給される。
【００２８】
そして、このエバポレータ９６ａを流れる低温冷媒と、バッテリパックケース９１内の空気との間で熱交換が行なわれ、バッテリパックケース９１内の空気に含まれる熱が低温冷媒に吸収（吸熱）されて、バッテリパックケース９１内の温度が低下する。一方、熱交換によって昇温した冷媒は、第５配管９７ｅを介してコンプレッサ９５ａに循環される。
【００２９】
また、エバポレータ９６ａによって冷却された空気は、送風ファン９６ｂによって、バッテリモジュール９２に形成された通気風路（図示せず）に送られる。これにより、バッテリモジュール９２が冷却される。
なお、バッテリモジュール９２の通気風路を通った空気は、通気開口９３の近傍を通過してからエバポレータ９６ａに向かって流れ、再びエバポレータ９６ａを流れる冷媒に吸熱される。
【００３０】
ここで、エバポレータ９６ａによって、バッテリパックケース９１内の空気を冷却すると、空気が露点以下に冷やされた場合には凝結（結露）してしまう。この凝結水（結露水）は、バッテリパックケース９１内に溜まると、バッテリモジュール９２等の電気系統に絶縁低下等の悪影響を及ぼす恐れがある。そのため、通気開口９３や排水ドレン（図示せず）等を介してバッテリパックケース９１の外部に排出する必要がある。
【００３１】
このとき、空気温度と飽和水蒸気圧は比例関係にあるため、バッテリパックケース９１内の空気を冷却するほど、バッテリパックケース９１内の飽和水蒸気圧は低下する。つまり、バッテリモジュール９２を冷却するために、バッテリパックケース９１内の空気を冷却するほど、ケース内で発生する凝縮水が増大する傾向がある。
また、ケース内飽和水蒸気圧が低下すると、バッテリパックケース９１の外部の方が、ケース内空気よりも相対的に多湿になる。ここで、水蒸気は、濃度の高い方から低い方へと拡散で広がっていく性質を有している。そのため、ケース内外の水蒸気濃度差をドライビングフォース（分圧差）として、通気開口９３を介してケースの外部からケース内へと水分（水蒸気）が拡散で流入してしまい、凝縮水がますます増大してしまうことになる。
【００３２】
しかも、空気中の水蒸気を凝縮するために必要なエネルギーは、空気を冷却するエネルギーよりも比率が高い。そのため、ケースの外部からケース内へと水分（水蒸気）が流入することで、空気を冷却するために使用されるべきエネルギーが水蒸気の凝縮に使用されると、相対的に空気の冷却エネルギーが低減し、冷却効率が低下してしまう。
【００３３】
さらに、このようなバッテリパックケース９１を、例えば車両の床下に配置した場合では、通気開口９３から泥水や埃といった異物がバッテリパックケース９１内に入り込むおそれもあった。
なお、バッテリパックケース内への泥水や埃等の浸入対策として、バッテリパックケースを完全に密閉した場合では、温度差等によってケース内外に圧力差が生じ、バッテリパックケースが変形することがある。そのため、バッテリパックケースには、液水の通過は阻止するが、少なくとも気体の通過は許容する通気機構は必要となっている。
しかし、このようなバッテリパックケースであっても、バッテリパックケース内の空気を冷却することでケース内飽和水蒸気圧が低下すると、通気機構を介して水蒸気が流入するので、凝縮水の発生を抑制できない、という問題がある。
【００３４】
[冷媒循環作用]
図３は、実施例１のバッテリパック構造における冷媒の流れとバッテリの冷却風の流れを示す説明図である。
【００３５】
実施例１のバッテリパック構造におけるヒートポンプ式冷却ユニットＨＰにおいて、冷媒を循環させるには、まず、冷媒降温部５のコンプレッサ５１を駆動する。これにより冷媒が圧縮され、高圧冷媒が第１配管８１を介してコンデンサ５２へ供給される。
コンデンサ５２では、コンデンサ５２に供給された高圧冷媒と、車両前方から流れ込む走行風との間で熱交換が行なわれ、高圧冷媒から外気に熱が放出して冷却液化し、低温高圧冷媒となる。この低温高圧冷媒は、第２配管８２を介してエキスパンションバルブ５３に流入する。
エキスパンションバルブ５３では、コンデンサ５２から供給された低温高圧冷媒を、細孔をくぐらせることにより減圧膨張させ、低温低圧冷媒とする。この低温低圧冷媒は、第３配管８３を介して汽水分離タンク５４に流れ込み、低温低圧冷媒に含まれる液化冷媒と気化冷媒が分離され、液化冷媒のみが流出する。なお、気化冷媒は、図示しない回路を通ってコンプレッサ５１へ戻される。
汽水分離タンク５４にて分離された液化冷媒は、第４配管８４から冷媒流入管６１ａを介してケース内熱交換部６のエバポレータ６１に流入する。
【００３６】
エバポレータ６１では、このエバポレータ６１に流入した低温低圧の液化冷媒と、バッテリパックケース１内の空気との間で熱交換が行なわれ、低温低圧冷媒はバッテリパックケース１内の空気の熱を吸収して昇温気化し、高温低圧冷媒となる。この高温低圧冷媒は、冷媒流出管６１ｂから第５配管８５へ流れ出る。
【００３７】
第５配管８５を流れ出た冷媒は、ケース外熱交換部７において、通気機構３の外側近傍の空気Ｈとの間で熱交換を行う。これにより、ケース外熱交換部７内の冷媒に通気機構３の外側近傍の空気Ｈの熱が吸収されて、冷媒がさらに昇温し、さらに高温の低圧冷媒となる。そして、この高温の低圧冷媒は、第６配管８６を介してコンプレッサ５１へと循環する。
【００３８】
このように、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰにおいて冷媒が循環することで、エバポレータ６１において、バッテリパックケース１内の空気の熱が吸収（吸熱）されて、バッテリパックケース１内の空気が冷却する。また、ケース外熱交換部７において、通気機構３の外側近傍の空気Ｈの熱が吸収（吸熱）されて、通気機構３の外側近傍の空気Ｈが冷却する。
【００３９】
[バッテリ冷却作用]
上述のように、エバポレータ６１による吸熱効果でバッテリパックケース１内の空気が冷却されると、この冷却された空気（以下、冷却風という）は、送風ファン６２の給気口６２ａから吸い込まれる。そして、送風ファン６２の排気口６２ｂを介して、バッテリモジュール２に形成された通気風路２１の冷却風取入口２２に向けて送風される。
【００４０】
このとき、給気口６２ａがエバポレータ６１側に向けられているため、エバポレータ６１で吸熱して冷却された冷却風を送風ファン６２にすばやく取り込むことができる。また、排気口６２ｂがバッテリモジュール２の冷却風取入口２２に向けられているため、冷却風が拡散することを抑制しつつ、通気風路２１に送風できる。
【００４１】
通気風路２１に送風された冷却風は、バッテリモジュール２のバッテリセルとの間で熱交換し、バッテリセルの熱を吸収しながら通気風路２１を流れる。つまり、エバポレータ６１による冷却風は、バッテリモジュール２を冷却しながら通気風路２１を流れる。そして、バッテリモジュール２を冷却することで温まった冷却風は、冷却風排出口２３からバッテリモジュール２の外部に排出される。
【００４２】
ここで、冷却風排出口２３が通気機構３側に向いており、バッテリモジュール２の外部に排出された空気は、通気機構３の通気膜３２の内側面（バッテリパックケース１の内部の臨む面）に沿って流れ、エバポレータ６１に向かう。
このため、通気膜３２の内側には、バッテリモジュール２を冷却して温まった冷却風が流れることになり、通気機構３の内側近傍の空気は比較的暖かくなる。これにより、通気機構３の周囲において、バッテリパックケース１の内側と外側で温度差を小さくできる。そのため、ケース内外の水蒸気分圧差を小さく抑えることができて、水蒸気を含む外気が、バッテリパックケース１内に入りにくくすることができる。
【００４３】
[通気機構外側空気冷却作用]
一方、上述のように、ケース外熱交換部７による吸熱効果で通気機構３の外側近傍の空気Ｈが冷却されると、この通気機構３の外側近傍の空気Ｈにおける飽和水蒸気圧が低下する。そのため、通気機構３を介してバッテリパックケース１内に流入する水蒸気の濃度が低減する。この結果、バッテリパックケース１内の水蒸気量が低く抑えられ、エバポレータ６１によってバッテリパックケース１内の空気が冷却されても、凝縮水が発生することを極力低減することができる。
そして、ケース内に凝縮水が発生しにくいため、凝縮水を排出するために液水の通過を許容する開口をバッテリパックケース１に形成する必要がなくなる。これにより、バッテリパックケース１を車両床下に設置しても、泥水や埃といった異物がバッテリパックケース１内に入り込むことを防止できる。また、液水の通過を許容する開口を不要とすることで、ケース内への水蒸気の浸入を効果的に防止でき、さらに凝縮水の発生を抑制できる。
【００４４】
すなわち、空気温度と飽和水蒸気圧が比例関係にあるため、ケース外の空気（通気機構３の外側近傍の空気Ｈ）の温度を下げることで、ケース外の飽和水蒸気圧（湿度）は低減する。そして、ケース外の飽和水蒸気圧（湿度）を低減することで、通気機構３からバッテリパックケース１に流れ込む空気の飽和水蒸気圧（湿度）を低くすることができる。これにより、バッテリパックケース１に入ってくる水蒸気量が減るため、ケース内に溜まる水分量が少なくなり、凝縮水の発生を抑制できることとなる。
【００４５】
また、通気機構３の外側近傍の空気Ｈの飽和水蒸気圧を低減することで、バッテリパックケース１に流入する前に水蒸気を凝縮しやすくすることができる。このとき、通気機構３が液水の通過を防止するため、凝縮して水（液水）となった水分は、バッテリパックケース１内に入り込まない。これにより、バッテリパックケース１内へ水蒸気が拡散で入り込みにくくでき、さらに凝縮水の発生を抑制できる。
【００４６】
なお、実施例１のバッテリパック構造では、通気機構３が通気膜３２を有している。そのため、通気機構３の液水の通過を防止する水密性能を高く保つことができ、通気機構３のすぐ外側で空気を冷却して凝縮水が発生しても、この凝縮水がバッテリパックケース１内に流入することを防止できる。
さらに、通気は可能であるため、ケース内外の圧力変動や外気との圧力差の調整を行うことができ、バッテリパックケース１の変形を防止できる。
また、バッテリパックケース１内の飽和水蒸気圧が、外気（通気機構３の外側近傍の空気Ｈ）の飽和水蒸気圧よりも高い場合には、ケース内外の水蒸気濃度差によってケース外へ水蒸気を排出することができる。そのため、さらにバッテリパックケース１内の飽和水蒸気圧を下げることができて、不必要な凝縮水が発生する可能性を低減できる。
そして、通気膜３２として、特定の商品（例えば日東電工製テミッシュ（商標登録）等）を使用すれば、その製品が有する信頼性を確保することができて、冷却性能の制御や適切な設計を容易に行なうことができる。
【００４７】
そして、バッテリパックケース１内の飽和水蒸気圧（湿度）を低くすることで、バッテリパックケース１内を循環する空気は乾燥したものとなる。そのため、飽和水蒸気圧が高いと水蒸気の凝縮に使用されてしまうエネルギーを、空気を冷却するために使用することができ、空気の冷却エネルギーを増大させて、冷却効率の向上を図ることができる。
【００４８】
また、実施例１のバッテリパック構造では、バッテリモジュール２の冷却及び通気機構３の外側近傍の空気Ｈの冷却の何れも、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰにより行なっている。すなわち、冷媒降温部５→ケース内熱交換部６のエバポレータ６１→ケース外熱交換部７→冷媒降温部５と循環する冷媒の相変化時の熱エネルギーを利用することで、バッテリモジュール２及び通気機構３の外側近傍の空気Ｈは冷却される。
そのため、冷媒を循環させるための動力となるコンプレッサ５１の駆動に必要なエネルギーよりも、多くの熱エネルギーを利用して、多くの冷却（抜熱）を得ることができる。つまり、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰを利用することで、エネルギー使用効率（COP：Coefficient of Performance）が１以上となるため、エネルギー効率の向上を図ることができる。
なお、冷媒の種類等によっては、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰのシステムを単純化することができ、低廉化・小型化・軽量化等を図ることができる。
【００４９】
さらに、上記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰにおいて、冷媒降温部５とケース内熱交換部６のエバポレータ６１とケース外熱交換部７とが冷媒配管８を介して直列に接続されている。そのため、バッテリモジュール２を冷却する冷媒と、通気機構３の外側近傍の空気Ｈを冷却する冷媒が直列、すなわち順番に流れる。
これにより、冷媒が一つの経路を通って循環することになり、冷媒の有する冷却エネルギーを効率よく利用することができる。つまり、バッテリモジュール２を冷却した後、この冷媒に残っている冷却エネルギー（冷却性能）によって、通気機構３の外側近傍の空気Ｈを冷却できる。
【００５０】
ここで、冷媒配管８は、ケース内熱交換部６のエバポレータ６１よりも冷媒の流れ方向の下流側にケース外熱交換部７を接続している。すなわち、エバポレータ６１の内部を流れる冷媒温度よりもケース外熱交換部７の内部を流れる冷媒温度のほうが低温となる。
そのため、バッテリパックケース１内の方が、通気機構３の外側近傍の空気Ｈよりも先に冷やされ、バッテリパックケース１内の空気を、外気（通気機構３の外側近傍の空気Ｈ）より低温にすることができる。この結果、バッテリモジュール２の冷却効果を大きく確保することができ、バッテリモジュール２の冷却をより早く行なうことができると共に、より低温化することができる。
さらに、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰにおける冷媒は、バッテリパックケース１内の空気と熱交換を行なった後、通気機構３の外側近傍の空気Ｈと熱交換を行なう。そのため、それぞれにおける冷却性能を適切に設計することで、バッテリパックケース１の内外温度をほぼ同等に制御することができる。そして、ケース内外温度を同等にすれば、それぞれの飽和水蒸気圧が同程度となり、水蒸気分圧差が小さくなって通気機構３を介した水蒸気の流通が抑制され、さらに効果的にケース内での凝縮水の発生を防止できる。
【００５１】
次に、効果を説明する。
実施例１のバッテリパック構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００５２】
(1)気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する通気機構３を有するバッテリパックケース１と、
前記バッテリパックケース１に内蔵されるバッテリモジュール２と、
前記バッテリモジュール２を冷却するバッテリ冷却手段（ヒートポンプ式冷却ユニット）ＨＰと、
前記通気機構３の外側近傍の空気Ｈを冷却する空気冷却手段（ヒートポンプ式冷却ユニット）ＨＰと、
を備えた構成とした。
これにより、バッテリパックケース１内で凝縮水が発生することを抑制し、凝縮水排水用の開口を不要とすることができる。
【００５３】
(2) 前記バッテリ冷却手段（ヒートポンプ式冷却ユニット）ＨＰは、
前記バッテリパックケース１内の空気を冷却する冷却機構（エバポレータ）６１と、
前記冷却機構（エバポレータ）６１により冷却された空気を、前記バッテリモジュール２から前記通気機構３へと順に送風する送風機構（送風ファン）６２と、
を有する構成とした。
これにより、通気機構３の内側周囲の温度が比較的暖かくなり、ケース外の空気との温度差を小さくして、ケース外からケース内への水蒸気の流入を防止できる。
【００５４】
(3) 前記通気機構３は、気体の通過を許容すると共に液水の通過を防止する通気膜３２を有する構成とした。
これにより、通気機構３の液水の通過を防止する水密性能を高く保つことができ、通気機構３のすぐ外側で空気を冷却して凝縮水が発生しても、この凝縮水がバッテリパックケース１内に流入することを防止できる。
【００５５】
(4) 前記バッテリ冷却手段及び前記空気冷却手段（ヒートポンプ式冷却ユニット）ＨＰは、
冷媒を圧縮する圧縮手段（コンプレッサ）５１と、前記圧縮手段５１から吐出された冷媒と前記バッテリパックケース１外の空気とを熱交換する降温用熱交換手段（コンデンサ）５２と、を有し、冷媒温度を低下させる冷媒降温部５と、
前記冷媒降温部５から流出した冷媒と冷却対象とを熱交換させるバッテリ用熱交換手段（ケース内熱交換部,ケース外熱交換部）６,７と、
前記冷媒降温部５と前記バッテリ用熱交換手段６,７とを接続し、前記冷媒を循環させる冷媒配管８と、
を有する構成とした。
これにより、冷媒を循環させるための動力となるコンプレッサ５１の駆動に必要なエネルギーよりも、多くの熱エネルギーを利用して、多くの冷却（抜熱）を得ることができる。
【００５６】
(5) 前記バッテリ用熱交換手段は、
前記冷媒と前記バッテリパックケース１内の空気とを熱交換させるケース内熱交換部６と、
前記冷媒と前記通気機構３の外側近傍の空気Ｈとを熱交換させるケース外熱交換部７と、
前記冷媒降温部５と前記ケース内熱交換部６と前記ケース外熱交換部７とを直列に接続し、前記冷媒を循環させる直列回路（冷媒配管）８と、
を有する構成とした。
これにより、冷媒が一つの経路を通ることになり、冷媒の有する冷却エネルギーを効率よく利用することができる。
【００５７】
(6) 前記直列回路（冷媒配管）８は、前記ケース内熱交換部６よりも前記冷媒の流れ方向の下流側に前記ケース外熱交換部７を接続する構成とした。
これにより、バッテリパックケース１内の空気が通気機構３の外側近傍の空気Ｈよりも先に冷やされ、バッテリモジュール２の冷却効果を大きく確保できる。
【実施例２】
【００５８】
実施例２のバッテリパック構造は、ケース内熱交換部からケース外熱交換部を適宜切り離すことができる例である。
図４は、実施例２のバッテリパック構造を採用したバッテリパックを示すシステム図である。なお、実施例１と同等の構成については、実施例１と同じ符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【００５９】
実施例２のバッテリパック構造は、図４に示すように、バッテリパックＢＰと、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰａと、を備えている。
【００６０】
前記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰａは、冷媒降温部５と、ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）６と、ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）７と、冷媒配管８Ａと、を有する。
【００６１】
前記冷媒配管８Ａは、冷媒降温部５とケース内熱交換部６とケース外熱交換部７とを直列に接続し、第１配管８１から第６配管８６までに分割した６つの配管を有する共に、バイパス配管８７と、切替弁８８と、を有する。
【００６２】
前記バイパス配管８７は、第５配管８５と第６配管８６を接続し、第５配管８５を介してケース外熱交換部７へ流れる冷媒を、ケース外熱交換部７を迂回させて第６配管８６へ流すバイパス回路である。
【００６３】
前記切替弁８８は、第５配管８５とバイパス配管８７の間に設けられ、第５配管８５とバイパス配管８７との接続を適宜断接する電磁弁である。
【００６４】
このように、実施例２の冷媒配管８Ａは、バイパス配管８７及び切替弁８８を有している。そのため、図５(a)に示すように、切替弁８８によって第５配管８５とバイパス配管８７との接続が遮断された場合には、ケース内熱交換部６のエバポレータ６１から流れ出た冷媒は、第５配管８５を介してケース外熱交換部７へ供給される。そして、このケース外熱交換部７において、冷媒と通気機構３の外側近傍の空気Ｈとで熱交換し、通気機構３の外側近傍の空気Ｈが冷却される。そして、熱交換により温まった冷媒は、ケース外熱交換部７から流れ出て、第６配管８６を介してコンプレッサ５１へと循環する。
【００６５】
一方、外気温が非常に低い場合や、バッテリモジュール２を急速冷却したい場合等の条件に応じて、図５(b)に示すように、切替弁８８が切り替えられ、第５配管８５とバイパス配管８７とが接続された場合には、ケース内熱交換部６のエバポレータ６１から流れ出た冷媒は、第５配管８５からバイパス配管８７を経由して第６配管８６へと流れる。そのため、ケース外熱交換部７へと流れる冷媒流れが遮断され、ケース外熱交換部７へ冷媒が供給されることがなくなる。
これにより、ケース外熱交換部７で熱交換が行なわれることもなくなり、通気機構３の外側近傍の空気Ｈが必要以上に冷却されることを防止できる。
また、ケース外熱交換部７を迂回して冷媒が循環するため、冷媒の循環ペースが向上し、バッテリパックケース１内の空気の冷却効率が高まる。この結果、バッテリモジュール２を急速に冷却できる。
【００６６】
すなわち、実施例２のバッテリパック構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００６７】
(7) 前記直列回路（冷媒配管）８Ａは、
前記ケース外熱交換部７を迂回するバイパス回路（バイパス配管）８７と、
前記ケース外熱交換部７への冷媒流れを遮断して前記パイパス回路８７へ冷媒を流通させる切替弁８８と、
を有する構成とした。
これにより、必要に応じてケース外熱交換部７における熱交換を停止し、通気機構３の外側近傍の空気Ｈが必要以上に冷却されることを防止すると共に、冷媒の循環ペースを向上して、バッテリパックケース１内の空気の冷却効率を向上することができる。
【００６８】
なお、この実施例２のバッテリパック構造では、切替弁８８の切り替え状態に拘らず、冷媒降温部５とケース内熱交換部６のエバポレータ６１との間で冷媒の循環は行なわれる。そのため、バッテリモジュール２の冷却は常時実行することができる。
【実施例３】
【００６９】
実施例３のバッテリパック構造は、ケース外熱交換部よりも冷媒流れの下流側にケース内熱交換部を配置した例である。
図６は、実施例３のバッテリパック構造を採用したバッテリパックを示すシステム図である。なお、実施例１と同等の構成については、実施例１と同じ符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【００７０】
実施例３のバッテリパック構造は、図６に示すように、バッテリパックＢＰと、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｂと、を備えている。
【００７１】
前記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｂは、冷媒降温部５と、ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）６と、ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）７と、冷媒配管８Ｂと、を有する。
【００７２】
前記冷媒配管８Ｂは、冷媒降温部５とケース内熱交換部６とケース外熱交換部７とを直列に接続し、第１配管８１Ｂから第６配管８６Ｂまでに分割した６つの配管を有する。
前記第１配管８１Ｂは、冷媒降温部５におけるコンプレッサ５１とコンデンサ５２を接続する。
前記第２配管８２Ｂは、コンデンサ５２とエキスパンションバルブ５３を接続する。
前記第３配管８３Ｂは、エキスパンションバルブ５３と汽水分離タンク５４を接続する。
前記第４配管８４Ｂは、汽水分離タンク５４とケース外熱交換部７を接続する。
前記第５配管８５Ｂは、ケース外熱交換部７とケース内熱交換部６のエバポレータ６１とを接続する。なお、この第５配管８５Ｂは、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒流入管６１ａに接続される。
前記第６配管８６Ｂは、エバポレータ６１と冷媒降温部５のコンプレッサ５１を接続する。なお、この第６配管８６Ｂは、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒流出管６１ｂに接続される。
【００７３】
この冷媒配管８Ｂにおいて、冷媒は、第５配管８５Ｂ内をケース外熱交換部７からエバポレータ６１に向かって流れる。そのため、この実施例３の冷媒配管８Ｂでは、ケース外熱交換部７よりも冷媒の流れ方向の下流側にケース内熱交換部６を接続することとなる。
【００７４】
このような実施例３のバッテリパック構造では、冷媒降温部５から流れ出た冷媒は、まずケース外熱交換部７に流れ込み、冷媒と通気機構３の外側近傍の空気Ｈとで熱交換が行なわれる。その後、ケース外熱交換部７から流れ出た冷媒は、エバポレータ６１に流れ込み、エバポレータ６１においてバッテリパックケース１内の空気と熱交換が行なわれ、冷媒降温部５のコンプレッサ５１へと循環する。
【００７５】
すなわち、この実施例３のバッテリパック構造では、通気機構３の外側近傍の空気Ｈの方が、バッテリパックケース１の内部よりも先に冷やされ、外気（通気機構３の外側近傍の空気Ｈ）を、バッテリパックケース１内の空気よりも低温にすることができる。この結果、外気の飽和水蒸気圧の方がケース内よりも低くすることができて、ケース内に水蒸気を含む空気が拡散により流入することを防止できる。また、外気の飽和水蒸気圧を低くすることで、バッテリパックケース１から水蒸気を含む空気を流出しやすくできる。
【００７６】
すなわち、実施例３のバッテリパック構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００７７】
(8) 前記直列回路（冷媒配管）８Ｂは、前記ケース外熱交換部７よりも前記冷媒の流れ方向の下流側に前記ケース内熱交換部６を接続する構成とした。
これにより、通気機構３の外側近傍の空気Ｈがバッテリパックケース１内の空気よりも先に冷やされ、通気機構３の外側近傍の空気Ｈの飽和水蒸気圧をケース内よりも低減して、ケース内への水蒸気の流入を効果的に防止できる。
【実施例４】
【００７８】
実施例４のバッテリパック構造は、ケース内熱交換部とケース外熱交換部を並列に接続すると共に、車両用熱交換手段を設けた例である。
図７は、実施例４のバッテリパック構造を採用したバッテリパックが搭載された電気自動車を示すシステム図である。なお、実施例１と同等の構成については、実施例１と同じ符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【００７９】
実施例４のバッテリパック構造は、図７に示すように、バッテリパックＢＰと、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｃと、を備えている。
【００８０】
前記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｃは、冷媒降温部５と、ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）６と、ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）７と、車両用空調ユニット（車両用熱交換手段）１０と、冷媒配管８Ｃと、を有する。
【００８１】
前記車両用空調ユニット１０は、バッテリパックＢＰが搭載された電気自動車Ｄの車室内空調を行なうものであり、車室内部の空気と熱交換を行なう空調用エバポレータ１１と、空調用エバポレータ１１によって冷却された空気を車室内部へ送風する空調用送風ファン１２と、を有する。
【００８２】
前記冷媒配管８Ｃは、冷媒降温部５とケース内熱交換部６及びケース外熱交換部７を接続するバッテリパック用回路と、冷媒降温部５と車両用空調ユニット１０を接続する空調用回路と、を有する。すなわち、この冷媒配管８Ｃは、第１配管８１Ｃから第９配管８９Ｃまでに分割した９つの配管を有する。
前記第１配管８１Ｃは、冷媒降温部５におけるコンプレッサ５１とコンデンサ５２を接続する。
前記第２配管８２Ｃは、コンデンサ５２とエキスパンションバルブ５３を接続する。
前記第３配管８３Ｃは、エキスパンションバルブ５３と汽水分離タンク５４を接続する。
前記第４配管８４Ｃは、汽水分離タンク５４とケース内熱交換部６のエバポレータ６１を接続する。なお、この第４配管８４Ｃは、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒流入管６１ａに接続される。
前記第５配管８５Ｃは、第４配管８４Ｃの中間部とケース外熱交換部７を接続する。
前記第６配管８６Ｃは、エバポレータ６１と冷媒降温部５のコンプレッサ５１を接続する。なお、この第６配管８６Ｃは、冷媒管コネクタ端子４を介して冷媒流出管６１ｂに接続される。
前記第７配管８７Ｃは、ケース外熱交換部７と第６配管８６Ｃの中間部を接続する。
前記第８配管８８Ｃは、第４配管８４Ｃの中間部と空調用エバポレータ１１の冷媒流入口１１ａを接続する。なお、この第８配管８８Ｃは、第５配管８５Ｃよりも冷媒流れの上流側で第４配管８４Ｃと接続している。
前記第９配管８９Ｃは、第６配管８６Ｃの中間部と空調用エバポレータ１１の冷媒吐出口１１ｂを接続する。なお、この第９配管８９Ｃは、第７配管８７Ｃよりも冷媒流れの下流側で第６配管８６Ｃと接続している。
【００８３】
これにより、前記バッテリパック用回路は、第１配管８１Ｃ、第２配管８２Ｃ、第３配管８３Ｃ、第４配管８４Ｃ、第５配管８５Ｃ、第６配管８６Ｃ、第７配管８７Ｃから構成されることとなる。また、前記空調用回路は、第１配管８１Ｃ、第２配管８２Ｃ、第３配管８３Ｃ、第４配管８４Ｃ、第６配管８６Ｃ、第８配管８８Ｃ、第９配管８９Ｃから構成されることとなる。
【００８４】
さらに、前記バッテリパック用回路は、第４配管８４Ｃ及び第６配管８６Ｃを介して、冷媒降温部５とケース内熱交換部６のエバポレータ６１を接続する第１並列回路と、第４配管８４Ｃ〜第７配管８７Ｃを介して、冷媒降温部５とケース外熱交換部７を接続する第２並列回路を有する。
【００８５】
このような実施例４のバッテリパック構造において、冷媒を循環させると、コンプレッサ５１の駆動により冷媒降温部５から流れ出た冷媒は、まず、第４配管８４Ｃを流れる。ここで、第４配管８４Ｃはエバポレータ６１が接続されると共に、中間部には第８配管８８Ｃ及び第５配管８５Ｃが接続されている。
そのため、第４配管８４Ｃを流れた冷媒のうち、一部がケース内熱交換部６のエバポレータ６１に流れ込み、一部がケース外熱交換部７に流れ込み、一部が車両用空調ユニット１０の空調用エバポレータ１１に流れ込む。
【００８６】
そして、エバポレータ６１に流れ込んだ冷媒は、このエバポレータ６１においてバッテリパックケース１内の空気と熱交換した後、冷媒流出管６１ｂ、冷媒管コネクタ端子４を介して第６配管８６Ｃへ流れ、コンプレッサ５１へと循環する。
また、ケース外熱交換部７に流れ込んだ冷媒は、このケース外熱交換部７において通気機構３の外側近傍の空気Ｈと熱交換した後、第７配管８７Ｃを介して第６配管８６Ｃへと流れ込み、コンプレッサ５１へと循環する。
さらに、空調用エバポレータ１１に流れ込んだ冷媒は、この空調用エバポレータ１１において車室内空気と熱交換した後、第９配管８９Ｃを介して第６配管８６Ｃへと流れ込み、コンプレッサ５１へと循環する。
【００８７】
このように、第４配管８４Ｃを流れた冷媒は、エバポレータ６１及びケース外熱交換部７へと、それぞれ並列的に流れる。このため、エバポレータ６１に流れ込む冷媒温度と、ケース外熱交換部７へ流れ込む冷媒温度は、ほぼ同程度とすることができる。これにより、エバポレータ６１によって冷却されたバッテリパックケース１内の空気の飽和水蒸気圧と、ケース外熱交換部７によって冷却された通気機構３の外側近傍の空気Ｈの飽和水蒸気圧を、ほぼ同程度とすることができる。
この結果、通気機構３を介したケース内外で飽和水蒸気圧差の発生が抑制され、ドライビングフォース（分圧差）が少なくなり、バッテリパックケース１内へ水蒸気が入りにくくすることができる。
【００８８】
また、第４配管８４Ｃを流れた冷媒を車両用空調ユニット１０へも循環させることで、バッテリを冷却するための冷媒降温部と、車両用空調を行なうための冷媒降温部を共通化し、車両に搭載する冷却システムの低廉化・小型化・軽量化等を図ることができる。なお、通常車両には車両用空調ユニット１０が標準的に搭載されている。そのため、冷媒降温部５を新たに追加することなく車両用空調ユニット１０に使用される冷却回路（空調用回路）を利用して、バッテリモジュール２の冷却を実行することができる。
【００８９】
すなわち、実施例４のバッテリパック構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００９０】
(9) 前記バッテリ用熱交換手段は、
前記冷媒と前記バッテリパックケース１内の空気とを熱交換させるケース内熱交換部６と、
前記冷媒と前記通気機構３の外側近傍の空気Ｈとを熱交換させるケース外熱交換部７と、
前記冷媒降温部５と前記ケース内熱交換部６とを接続する第１並列回路（第４配管８４Ｃ及び第６配管８６Ｃ）と、
前記冷媒降温部５と前記ケース外熱交換部７とを接続する第２並列回路（第４配管８４Ｃ〜第７配管８７Ｃ）と、
を有する構成とした。
これにより、ケース内熱交換部６に流れ込む冷媒温度と、ケース外熱交換部７に流れ込む冷媒温度をほぼ同程度とし、通気機構３を介したケース内外で飽和水蒸気圧差の発生を抑制して、バッテリパックケース１内へ水蒸気が入りにくくすることができる。
【００９１】
(10) 前記バッテリパックケース１は、車両（電気自動車）Ｄに搭載され、
前記車両Ｄは、車室の内部と熱交換を行う車両用熱交換手段（車両用空調ユニット）１０を有し、
前記冷媒配管８Ｃは、前記冷媒降温部５と前記バッテリ用熱交換手段（ケース内熱交換部６,ケース外熱交換部７）とを接続するバッテリパック用回路（第１配管８１Ｃ、第２配管８２Ｃ、第３配管８３Ｃ、第４配管８４Ｃ、第５配管８５Ｃ、第６配管８６Ｃ、第７配管８７Ｃ）と、前記冷媒降温部５と前記車両用熱交換手段１０を接続する空調用回路（第１配管８１Ｃ、第２配管８２Ｃ、第３配管８３Ｃ、第４配管８４Ｃ、第６配管８６Ｃ、第８配管８８Ｃ、第９配管８９Ｃ）と、を有する構成とした。
これにより、バッテリを冷却するための冷媒降温部と、車両用空調を行なうための冷媒降温部を共通化し、冷却システムの低廉化・小型化・軽量化等を図ることができる。
【実施例５】
【００９２】
実施例５のバッテリパック構造は、ケース内熱交換部及びケース外熱交換部の冷媒回路と、車両用熱交換手段の冷媒回路とを適宜切り離すことができる例である。
図８は、実施例５のバッテリパック構造を採用したバッテリパックを示すシステム図である。なお、実施例１又は実施例４と同等の構成については、実施例１又は実施例４と同じ符号を使用し、詳細な説明を省略する。
【００９３】
実施例５のバッテリパック構造は、図８に示すように、バッテリパックＢＰと、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｄと、を備えている。
【００９４】
前記ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｄは、冷媒降温部５と、ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）６と、ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）７と、車両用空調ユニット（車両用熱交換手段）１０と、冷媒配管８Ｄと、を有する。
【００９５】
前記冷媒配管８Ｄは、冷媒降温部５とケース内熱交換部６とケース外熱交換部７とを直列に接続し、第１配管８１から第６配管８６までに分割した６つの配管を有する共に、第７配管８７Ｄと、第８配管８８Ｄと、切替弁１３と、を有する。
【００９６】
前記第７配管８７Ｄは、第４配管８４の中間部と空調用エバポレータ１１の冷媒流入口１１ａを接続する。
前記第８配管８８Ｄは、第６配管８６の中間部と空調用エバポレータ１１の冷媒吐出口１１ｂを接続する。
なお、この第７配管８７Ｄ及び第８配管８８Ｄにより、冷媒降温部５と車両用空調ユニット１０を接続する空調用回路を構成する。また、第４配管８４から第６配管８６により、冷媒降温部５とケース内熱交換部６及びケース外熱交換部７を接続するバッテリパック用回路を構成する。
【００９７】
前記切替弁１３は、第４配管８４と第７配管８７Ｄの間に設けられ、第４配管８４と第７配管８７Ｄとの接続を適宜断接する電磁弁である。
【００９８】
このように、実施例５の冷媒配管８Ｄは、空調用回路を構成する第７,第８配管８７Ｄ,８８Ｄ及び切替弁１３を有している。そのため、図９(a)に示すように、切替弁１３によって第４配管８４と第７配管８７Ｄとの接続が遮断された場合には、冷媒降温部５の汽水分離タンク５４から流れ出た冷媒は、第４配管８４を介してケース内熱交換部６のエバポレータ６１へ供給される。そして、このエバポレータ６１において、冷媒とバッテリパックケース１内の空気とで熱交換し、バッテリパックケース１内の空気が冷却される。このとき、送風ファン６２を駆動することで、冷却風がバッテリモジュール２の通気風路２１を流通し、バッテリモジュール２は冷却される。
エバポレータ６１にて熱交換した冷媒は、第５配管８５を介してケース外熱交換部７へ供給され、このケース外熱交換部７において、通気機構３の外側近傍の空気Ｈと熱交換する。これにより、通気機構３の外側近傍の空気Ｈが冷却される。そして、ケース外熱交換部７にて熱交換により温まった冷媒は、第６配管８６を介してコンプレッサ５１へと循環する。
【００９９】
一方、車室空調を実行する場合には、図９(b)に示すように、切替弁１３が切り替えられ、第４配管８４と第７配管８７Ｄとが接続される。これにより、冷媒降温部５の汽水分離タンク５４から流れ出た冷媒は、第４配管８４を介して空調用エバポレータ１１へと流れる。そして、この空調用エバポレータ１１において、冷媒と車室内空気とで熱交換し、車室内空気が冷却される。このとき、空調用送風ファン１２を駆動することで、冷却風が車室内へ送風され、車室が冷却される。空調用エバポレータ１１にて熱交換した冷媒は、第８配管８８Ｄを介して第６配管８６へ流れ出て、コンプレッサ５１へ循環する。
このように、切替弁１３を切り替えることで、冷媒降温部５からケース内熱交換部６及びケース外熱交換部７へと順に流れる冷媒流れが遮断され、バッテリパック用回路へ冷媒が供給されることがなくなる。
【０１００】
つまり、切替弁１３を切り替えることで、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｄをバッテリモジュール２の冷却専用回路として使用し、バッテリモジュール２の冷却を集中的に実行する場合と、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｄを車両用空調のための専用回路として使用し、車室冷却を集中的に実行する場合とで区分けすることができる。
そして、バッテリモジュール２の冷却の冷却時には、車両用空調ユニット１０へ冷媒が循環しないため、バッテリパックケース１内の空気の冷却効率を向上することができる。
【０１０１】
すなわち、実施例５のバッテリパック構造にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【０１０２】
(11) 前記冷媒配管８Ｄは、前記バッテリパック用回路（第４配管８４、第５配管８５、第６配管８６）への冷媒流れを遮断し、前記空調用回路（第７配管８７Ｄ、第８配管８８Ｄ）へ冷媒を流通させる切替弁１３を有する構成とした。
これにより、バッテリパック用回路と空調用回路とを必要に応じて切り分けることができ、必要な冷却を集中的に行なうことができる。
【０１０３】
以上、本発明のバッテリパック構造を実施例１から実施例５に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１０４】
上記実施例５では、ヒートポンプ式冷却ユニットＨＰｄにバッテリパック用回路と空調用回路とを設け、切替弁１３により流通する冷媒流れを切り替える構成にしたが、これに限らない。例えば、この実施例５の構成に加え、図１０に示すように、バイパス配管８７と、切替弁８８と、を有してもよい。
ここで、前記バイパス配管８７は、第５配管８５と第６配管８６を接続し、第５配管８５を介してケース外熱交換部７へ流れる冷媒を、ケース外熱交換部７を迂回させて第６配管８６へ流す。また、前記切替弁８８は、第５配管８５とバイパス配管８７の間に設けられ、第５配管８５とバイパス配管８７との接続を適宜断接する。
これにより、バッテリパック用回路と空調用回路とを必要に応じて切り分けるだけでなく、ケース外熱交換部７への冷媒流れを必要に応じて遮断することで、バッテリパックケース１内の空気の冷却効率を高めて、バッテリモジュール２を急速に冷却できる。
【０１０５】
また、上記各実施例では、何れもヒートポンプ式冷却ユニットがバッテリ冷却手段と空気冷却手段を含んでいる。つまり、バッテリパックケース１内の冷却と通気機構３の外側近傍の空気Ｈの冷却は、何れも冷媒の相変化時の熱エネルギーを利用して冷却する構成となっている。
しかしながら、これに限らず、例えば図１１(a)に示すように、空気冷却手段のみが冷媒降温部５と、バッテリ用熱交換手段となるケース外熱交換部７と、冷媒を循環させる冷媒配管８を有し、バッテリ冷却手段をペルチェ冷却ユニットＰにより構成してもよい。また逆に、図１１(b)に示すように、バッテリ冷却手段のみが冷媒降温部５と、バッテリ用熱交換手段となるケース内熱交換部６と、冷媒を循環させる冷媒配管８を有し、空気冷却手段をペルチェ冷却ユニットＰにより構成してもよい。
この場合であっても、バッテリ或いは空気の何れか一方の冷却にヒートポンプ式冷却ユニットＨＰを利用することで、冷媒を循環させるための動力となるコンプレッサ５１の駆動に必要なエネルギーよりも、多くの熱エネルギーを利用して、多くの冷却（抜熱）を得ることができる。
なお、「ペルチェ冷却ユニット」とは、ペルチェ素子を使用した冷却ユニットであり、圧縮手段や冷媒を利用するヒートポンプ式冷却ユニットに比べて、軽量化・小型化・制御性能向上・無振動等の利点を有する。
また、ペルチェ冷却ユニットＰによりバッテリ冷却手段を構成する場合には、図１１(a)に示すように、バッテリパックケース１の側面に設けて、少なくとも一部がバッテリパックケース１内の空気に接触するように設けてもよいが、ペルチェ冷却ユニットＰの全体をバッテリパックケース１内に配置してもよい。
【０１０６】
さらに、図１２に示すように、バッテリモジュール２を冷却するバッテリ冷却手段と、通気機構３の外側近傍の空気Ｈを冷却する空気冷却手段と、のそれぞれをペルチェ冷却ユニットＰによって構成してもよい。
【０１０７】
そして、上記実施例１では、本発明のバッテリパック構造を、電気自動車Ｄに搭載した例を示したが、例えば走行駆動源としてモータ以外にエンジンを有するハイブリッド車両に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
ＢＰ  バッテリパック
１  バッテリパックケース
２  バッテリモジュール
２１  通気風路
３  通気機構
３２  通気膜
４  冷媒管コネクタ端子
ＨＰ  ヒートポンプ冷却ユニット（バッテリ冷却手段,空気冷却手段）
５  冷媒降温部
５１  コンプレッサ（圧縮手段）
５２  コンデンサ（降温用熱交換手段）
５３  エキスパンションバルブ
５４  汽水分離タンク
６  ケース内熱交換部（バッテリ用熱交換手段）
６１  エバポレータ（冷却機構）
６２  送風ファン（送風機構）
７  ケース外熱交換部（バッテリ用熱交換手段）
８  冷媒配管
【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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