(57)【要約】【課題】簡略化された構成で、かつ電源体の過度の温度上昇や温度低下を抑制することができる電源装置を提供する。【解決手段】本発明の電源装置は、電源体（２）と、電源体（２）及び該電源体（２）の冷却に用いられる冷却液（４）を収容するケース（３０）と、ケース（３０）と熱伝達部材（Ｆ）とに接触し、内部に冷却液（４）を収容する冷却液収容手段（５０）と、冷却液収容手段（５０）の冷却液（４）をケース内（Ｓ１）に移動させるとともに、ケース内（Ｓ１）の冷却液（４）を冷却液収容手段内（Ｓ２）に移動させるための駆動手段（６０）とを有する。【選択図】図１
2009009730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源体と、
前記電源体及び該電源体の冷却に用いられる冷却液を収容するケースと、
前記ケースと熱伝達部材とに接触し、内部に前記冷却液を収容する冷却液収容手段と、
前記冷却液収容手段の冷却液を前記ケース内に移動させるとともに、前記ケース内の冷却液を前記冷却液収容手段内に移動させるための駆動手段と、を有し、
前記駆動手段は、前記冷却液収容手段内の冷却液を前記ケースに移動させて、前記冷却液収容手段のうち前記電源体に対して前記熱伝達部材側の領域に気体の層を形成する第１の状態と、該第１の状態に対して前記ケース内の冷却液を前記冷却液収容手段に移動させて、前記領域内を冷却液で満たす第２の状態との間で動作することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、
冷却液を移動させるポンプと、
前記ポンプに接続され、前記ケースと前記冷却液収容手段との間の冷却液の移動を許容する第１流路と、
前記ポンプに接続され、前記ケース内の冷却液を循環させるための第２流路と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記ポンプは、前記ケース内に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電源体及び前記熱伝達部材の温度に関する情報に基づいて、前記駆動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２流路を介して前記ケース内の冷却液を循環させるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の電源装置。
【請求項７】
前記熱伝達部材と接触しない前記ケース周囲の非接触部に接触し、内部に前記冷却液を収容する第２冷却液収容手段をさらに有し、
前記駆動手段は、前記第２冷却液収容手段内の冷却液を前記ケースに移動させて、前記電源体に対して前記周囲との間に気体の層を形成する第３の状態と、該第３の状態に対して前記ケース内の冷却液を前記第２冷却液収容手段に移動させて、前記領域内を冷却液で満たす第４の状態との間で動作することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電源装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、前記ポンプに接続され、前記ケースと前記第２冷却液収容手段との間の冷却液の移動を許容する第３流路をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記熱伝達部材が車両本体であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源体の過度の温度上昇や温度低下を抑制することのできる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気モータからの駆動力により走行するハイブリッド自動車、燃料電池車および電気自動車などがある。これらの車両では、電気モータに供給される電力を蓄える二次電池又はキャパシタ（コンデンサ）が搭載されている。
【０００３】
二次電池の性能や寿命は、環境温度に大きく依存し、二次電池が著しく劣化してしまうことがある。すなわち、二次電池（電池パック）が、車両本体に接触している状態では、環境温度によって電池パックが過度に冷却されたり、過度に加熱されたりしてしまうことがある。
【０００４】
例えば、冬においては、車両本体の温度が氷点下に到達することがあり、この場合には、車両本体に接触した電池パックが過度に冷却されてしまう。また、夏においては、車両本体の温度が上昇し、車両本体に接触した電池パックが過度に加熱されてしまう。
【０００５】
そして、二次電池は、所定の温度範囲内で十分な電池特性を得ることができ、二次電池の温度が上記温度範囲の下限値よりも低かったり、上限値よりも高かったりする場合には、十分な電池特性を得ることができず、さらには性能の劣化を促進させてしまう場合がある。特に、上限値よりも高い状態で充放電は、性能を劣化させる大きな要因となる。
【０００６】
そこで、特許文献１には、二次電池の放熱性を適正化するための構成が提案されている。この特許文献１では、電池パックを真空断熱容器に収納し、真空断熱層に真空度調整用の気体を入れ、この気体を吸着又は吸収する吸着材又は吸収材を真空断熱層に充填することで、真空断熱層の真空度を調節し、環境温度に対応して真空断熱層の断熱性（放熱量）を変化させている。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１７４６４号公報（段落００２１−００３２、図１等）
【特許文献２】特開平１０−１９９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１の構成は、真空断熱容器により電池パック周囲に真空断熱層を形成しなければならず、真空断熱層への気体の充填及び吸着材等の充填を要する。このため、構成が複雑化するとともに、気体の充填や冷却、加熱等の装置を必要とし、気体の気密性を確保しなければならない。したがって、製造面、コスト面において課題を有し、特に、大掛かりな装置となることから、電池パックの配置スペースの効率化を図ることが困難となる。
【０００９】
さらには、当該特許文献１の放熱は、あくまでも気体を媒介させたものであるため、その放熱性能に限界があり、電池パックの十分な冷却を実現できない。
【００１０】
また、真空断熱層の断熱能力を変化させることで電池パックから電池パック外部への放熱性を調節しているが、各電池に対する温度分布のバラツキを抑制することはできず、各電池間の温度分布のバラツキによる電池パックの劣化を低減することはできない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、簡略化された構成で、かつ電源体の過度の温度上昇や温度低下を抑制することができる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】
【００１２】
本発明は、電源体と、上記電源体及び該電源体の冷却に用いられる冷却液を収容するケースと、上記ケースと熱伝達部材とに接触し、内部に冷却液を収容する冷却液収容手段と、この冷却液収容手段の冷却液を上記ケース内に移動させるとともに、上記ケース内の冷却液を上記冷却液収容手段内に移動させるための駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
そして、上記駆動手段は、上記冷却液収容手段内の冷却液を上記ケースに移動させて、上記冷却液収容手段のうち上記電源体に対して上記熱伝達部材側の領域に気体の層を形成する第１の状態と、該第１の状態に対して上記ケース内の冷却液を上記冷却液収容手段に移動させて、上記領域内を冷却液で満たす第２の状態との間で動作する。
【００１４】
また、上記駆動手段は、冷却液を移動させるポンプと、このポンプに接続され、上記ケースと上記冷却液収容手段との間の冷却液の移動を許容する第１流路と、このポンプに接続され、上記ケース内の冷却液を循環させるための第２流路とを有する。
【００１５】
なお、上記ポンプが、上記ケース内に配置されるように構成することが好ましい。
【００１６】
また、上記電源装置は、上記駆動手段の駆動を制御する制御手段を有し、この制御手段が、電源体及び熱伝達部材の温度に関する情報に基づいて、上記駆動手段の駆動を制御するように構成できる。
【００１７】
また、上記制御手段は、上記第２流路を介してケース内の冷却液を循環させるように、上記駆動手段を制御するように構成することができる。
【００１８】
また、上記電源装置が、上記熱伝達部材と接触しない上記ケース周囲の非接触部に接触し、内部に冷却液を収容する第２冷却液収容手段をさらに有し、上記駆動手段が、第２冷却液収容手段内の冷却液を上記ケースに移動させて、上記電源体に対して上記非接触部との間に気体の層を形成する第３の状態と、該第３の状態に対して上記ケース内の冷却液を上記第２冷却液収容手段に移動させて、上記領域内を冷却液で満たす第４の状態との間で動作するように構成することができる。
【００１９】
この場合、上記駆動手段が、上記ポンプに接続され、上記ケースと第２冷却液収容手段との間の冷却液の移動を許容する第３流路をさらに有するように構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡略化された構成で、環境温度によって電源体の温度が過度に上昇したり低下したりするのを抑制することができる。
【００２１】
すなわち、周辺環境によって熱伝達部材が過度に冷却又は加熱されても、冷却液収容手段からケースに冷却液を移動させて、例えば、冷却液収容手段に気体の層を形成することができ、熱伝達部材及び冷却液間での熱伝達を抑制できる。このため、ケース内の電源体が過度に冷却又は加熱されるのを抑制することができる。また、電源体が発熱した場合には、ケースから冷却液収容手段に冷却液を移動させて、気体の層を形成した領域内に冷却液を満たすことで、冷却液を介した放熱（冷却）を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２３】
（実施例１）
本発明の電源装置（二次電池）１は、図１に示すように、電池ユニット２、電池ユニット２を収容するとともに、当該電池ユニット２の冷却に使用される冷却液４を収容するケース３０、ケース３０と車体本体Ｆとの間に位置し、ケース３０及び車体本体Ｆに接触して配置される冷却液収容タンク（冷却液収容手段）５０、及び冷却液収容タンク５０内の冷却液４をケース３０内に移動させるとともに、ケース３０内の冷却液４を冷却液収容タンク５０内に移動させる駆動手段６０とで構成されている。
【００２４】
電池ユニット２は、複数の単電池２０ａからなる組電池（電源体）２０と、組電池２０を両端側から狭持するための不図示の狭持部材（エンドプレート）とを有している。組電池２０を構成する単電池２０ａは、不図示のバスバーによって電気的に直列又は並列に接続されている。なお、組電池２０には、正極用及び負極用の配線（不図示）が接続されており、これらの配線は、ケース３０を貫通して外部に配置された電子機器（例えば、モータ）に接続されている。
【００２５】
本実施例では、単電池２０ａとして、円筒型の二次電池を用いている。二次電池としては、ニッケル−水素電池やリチウムイオン電池等がある。なお、単電池２０ａの形状は、円筒型に限るものではなく、角型等の他の形状であってもよい。また、本実施例では、二次電池を用いているが、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）や燃料電池を用いることもできる。ここでいう、二次電池等は、上述した電子機器の電源となる。
【００２６】
ケース３０は、ロアーケース３１とアッパーケース３２とから構成され、ロアーケース３１は、冷却液４とともに電池ユニット２を収容する収容空間Ｓ１が形成されている。なお、ロアーケース３１の外側面（周方向側面）に、電池ユニット２の放熱性を向上させるための複数の放熱フィンを形成してもよい。
【００２７】
アッパーケース３２は、ロアーケース３１の収容空間Ｓ１を上方から覆い、ネジ等によってロアーケース３１に固定される。そして、ロアーケース３１及びアッパーケース３２により、電池ユニット２を収容する収容空間Ｓ１が密閉空間として形成される。
【００２８】
そして、ケース３０内の収容空間Ｓ１に収容される冷却液４は、図１に示すように、当該収容空間Ｓ１全てを満たしておらず、電池ユニット２の最上段に位置する単電池２０ａが、冷却液４に浸漬する量の冷却液４が充填されている。つまり、電池ユニット２の最上段に位置する単電池２０ａの上面と冷却液４の液面とが同じ位置、又は該上面よりも冷却液４の液面が上に位置する量の冷却液が充填され、電池ユニット２全体が冷却液４に浸漬しつつ、収容空間Ｓ１に冷却液４の未充填領ＴＳ域が設けられ、冷却液４がアッパーケース３２に接触していない。
【００２９】
ここで、ロアーケース３１及びアッパーケース３２は、熱伝達性や耐食性等に優れた材料、例えば、冷却液４の熱伝達率と同等又はこれよりも高い熱伝達率を有する材料で形成することができる。具体的には、これらケースを金属（銅や鉄、アルミニウム金属等）で形成することができる。また、冷却液４としては、絶縁性の油や不活性液体を用いることができる。絶縁性の油としては、シリコンオイルが用いられる。また、不活性液体としては、フッ素系不活性液体である、フロリナート、Ｎｏｖｅｃ  ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０（スリーエム社製）を用いることができる。
【００３０】
このように構成された本実施例のケース３０は、内部に冷却液４が充填された冷却液収容タンク５０を介してフロアパネルや車両のフレームなどの車体本体（熱伝達部材）Ｆにボルト等により固定される。
【００３１】
冷却液収容タンク５０は、ケース３０に充填される冷却液４と同じ冷却液４を収容する収容空間Ｓ２を備え、ケース３０と車体本体Ｆとの間に位置し、ケース３０及び車体本体Ｆに接触して配置される。より具体的には、冷却液収容タンク５０は、ケース３０を構成するロアーケース３１の下方であって、このロアーケース３１の下面と接触し、かつ車両本体Ｆに接触するように配置される。
【００３２】
なお、本実施例では、ケース３０と冷却液収容タンク５０とを、別体で構成しているが、例えば、図６に示すように、ケース３０と冷却液収容タンク５０とを一体に形成することも可能である。すなわち、ケース３０を構成するロアーケース３１に、電池ユニット２及び冷却液４を収容する収容空間Ｓ１と、該収容空間Ｓ１に接し、かつ車両本体Ｆに接する収容空間Ｓ１の下方であって、冷却液収容タンク５０として冷却液４を収容する収容空間Ｓ２と、を形成するための隔壁３３を設けることで、ケース３０と冷却液収容タンク５０とを一体に形成することが可能である。このように一体に形成することで、後述するように、冷却液４の液漏れ等のシール対策が容易に行える。
【００３３】
駆動手段６０は、図２に示すように、冷却液４を移動させるポンプＰと、第１から第３の流路Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３と、第２流路Ｏ２及び第３流路Ｏ３に設けられるバルブＢとで構成され、電池ユニット２が収容されるケース３０（収容空間Ｓ１）内のロアーケース３１の底部に配置される。
【００３４】
第２流路Ｏ２は、冷却液収容タンク５０の冷却液４をケース３０内に移動させ、また、ケース３０内の冷却液４を冷却液収容タンク５０に移動させるための流路であり、その流入出口が、冷却液収容タンク３０内に配置されるように構成されている。本実施例では、第２流路Ｏ２を形成する配管が、ロアーケース３１の底部及び冷却液収容タンク５０の上部を貫通し、冷却液収容タンク５０の収容空間Ｓ２に配置されている。なお、この第２流路Ｏ２の配設には、従来のシール機構（シール材）が適用されている。
【００３５】
そして、このポンプＰのポンプ駆動力により冷却液収容タンク５０（収容空間Ｓ２）内の冷却液４は、第２流路Ｏ２を流通し、第１流路Ｏ１又は第３流路Ｏ３を流通して、ケース３０（収容空間Ｓ１）に移動し、逆に、ケース３０内の冷却液４は、第１流路Ｏ１又は第３流路Ｏ３を流通して、第２流路Ｏ２を流通して冷却液収容タンク５０に移動する（第１流路Ｏ１又は第３流路Ｏ３と第２流路Ｏ２とにより、ケース３０と冷却液収容タンク５０との間の冷却液４の移動を許容する流路が形成される）。
【００３６】
第３流路Ｏ３は、上述のように第２流路Ｏ２との冷却液４の流通を行うための流路であるとともに、ケース３０（収容空間Ｓ１）内の冷却液４を該ケース３０内で循環させるために、第１流路Ｏ１から取り込んだ冷却液４をケース３０内に排出する循環路としての機能を担う。すなわち、第１及び第３流路Ｏ１、Ｏ３は、冷却液収容タンク５０との間での冷却液４の移動及びケース３０内の冷却液４の攪拌を行うための流路を形成し、このため、本実施例の駆動手段６０は、冷却液収容タンク５０とケース３０との間の冷却液４の移動及びケース３０内の冷却液４の攪拌を行う。
【００３７】
なお、上述のように、第３流路Ｏ３は、第１流路Ｏ１から取り込んだ冷却液４をケース３０内に排出して当該冷却液４のケース３０内の攪拌に用いられるため、その流入出口が、電池ユニット２より下方に配置されるように構成し、図５に示すように、ケース３０の内壁面に沿って冷却液４が攪拌されるように、その流入出口を配置及び形成することが好ましい。このため、本実施例の駆動手段６０を、ケース３０（収容空間Ｓ１）の内部であって、かつロアーケース３１の底部（ロアーケース３１の底面の隅部）に配設している。また、この攪拌作用において、第３流路Ｏ３から冷却液４を取り込んで、第１流路Ｏ１から排出させるように構成することも可能である。
【００３８】
このように構成された本実施例の電源装置１は、図９に示すように、例えば、車両の座席（助手席、運転席、後部座席）の下方の車両本体Ｆに設けられる。同図は、本実施例の電源装置１が、車両の助手席１０に適用された一例を示す図である。助手席１０は、座部１２及び背もたれ部１３を有しており、背もたれ部１３の上端にはヘッドレスト１４が着脱可能に取付けられている。また、座部１２の下側領域には、車幅方向に対向する一対のシートレール１５が車両の前後方向に延びて設けられている。このシートレール１５は、車両本体（熱伝達部材）Ｆ上に固定されるロアーレール１５ａと、座部１２の下面に固定され、ロアーレール１５ａに対してその長手方向に摺動可能に配置され、ロアーレール１５ａに案内されるアッパーレール１５ｂとから構成されている。このシートレール１５により、車両の前後方向に助手席１０を車両前後方向に位置調整可能としている。そして、本実施例の電源装置は、この一対のシートレール１５の間の車両本体Ｆ上に、冷却液収容タンク５０を介して配置される。
【００３９】
次に、本実施例の電源装置１の放熱及び断熱について詳細に説明する。
【００４０】
本実施例の電源装置１は、環境温度によって電源装置１（電池ユニット２）の温度が過度に上昇したり低下したりした場合に、電源装置１に対する車両本体Ｆからの伝熱及び車両本体Ｆへの伝熱を、冷却液収容タンク５０に気体の断熱層を形成することにより制御する。
【００４１】
本実施例の電源装置１では、電池ユニット２で発生した熱を冷却液４及びケース３０を介して放熱し、また、車両本体Ｆに伝熱させて放熱し、電源装置１の放熱（冷却）を行っている。図１（Ａ）は、電源装置１が車両本体Ｆを通じて放熱している場合を示した図である。
【００４２】
図１（Ａ）の状態において、例えば、夏場に車両本体Ｆが気温上昇とともに急激に過熱されると、電源装置１から車両本体Ｆを通じた放熱性が低下し、特に、車両本体Ｆの温度が電池ユニット２（冷却液４）の温度が高い場合、冷却液収容タンク５０内に収容されている冷却液４を介して車両本体Ｆから電池ユニット２に熱が伝達され、電池ユニット２が、電池特性に対する電池ユニット２の適正温度範囲を超えた温度状態となる。
【００４３】
そこで、本実施例の駆動手段６０は、冷却液収容タンク５０内の冷却液４をケース３０内に移動させ、冷却液収容タンク５０とケース３０との間、言い換えれば、冷却液収容タンク５０のうち電池ユニット２に対して車両本体Ｆ（熱伝達部材）側の領域に、気体の層ＡＳを形成する（図１（Ｂ）参照、第１状態）。このとき、ケース３０内の冷却液４の液面は、冷却液収容タンク５０から移動してきた冷却液４の分だけ液面が上昇する（液面が高さＨ１上昇）。
【００４４】
図１（Ｂ）は、冷却液収容タンク５０内の冷却液４をケース３０内に移動させた状態を示す図であり、冷却液収容タンク５０内の冷却液４が、冷却液収容タンク５０のケース３０側の面に接触していない。このため、車両本体Ｆからの熱が冷却液４に伝達されても、冷却液４よりも熱伝導率が極めて低い気体の層ＡＳが断熱層として機能し、電池ユニット２に対して車両本体Ｆからの熱が伝達され難く状態となる。なお、この気体の断熱層ＡＳの厚さＨ２は、冷却液収容タンク５０内の冷却液４が、冷却液収容タンク５０のケース３０側の面（ケース３０と冷却液収容タンク５０とが一体形成されている場合には（図６参照）、隔壁３３）と接触しない程度の厚さであればよい。例えば、５ｍｍ程度の気体の層ＡＳが形成されるように、駆動手段６０により冷却液収容タンク５０からケース３０内に冷却液４を移動させるように構成する。
【００４５】
したがって、図１（Ｂ）の状態では、冷却液収容タンク５０内に形成された気体の層（断熱層）ＡＳが、車両本体Ｆから電池ユニット２への熱伝達を遮断する。また、例えば、冬場に車両本体Ｆが気温低下とともに急激に冷却されると、電池ユニット２から車両本体Ｆへの伝熱が促進され、電池ユニット２の熱が過度に奪われてしまうことになる。この場合においても、好適な電池特性を得ることができる電池ユニット２の適正温度範囲外となり、具体的には、温度低下による電池ユニット２の発電／充電効率の低下、電池性能の劣化等の要因となる。しかしながら、このような場合であっても、図１（Ａ）の状態から図１（Ｂ）の状態にすることで、電池ユニット２から車両本体Ｆへの伝熱が気体の層ＡＳにより遮断され、電池ユニット２が過度に冷却されることはない。
【００４６】
次に、図１（Ｂ）の状態において、車両本体Ｆの温度が過度に上昇したり、過度に低下していない場合の環境下では、車両本体Ｆを通じた電池ユニット２の放熱を行い、電源装置１の冷却効率を好適に維持する必要がある。このため、車両本体Ｆを通じた電源装置１の放熱を行うために、図１（Ｂ）の状態の状態から駆動手段６０によりケース３０内の冷却液４を冷却液収容タンク５０内に移動させ、冷却液収容タンク５０内に形成されていた気体の層ＡＳを冷却液４で満たす（第２の状態）。
【００４７】
図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の状態から、冷却液収容タンク５０に冷却液４が移動し、冷却液収容タンク５０内が冷却液４で満たされた状態を示している。すなわち、図１（Ａ）と同じ状態となり、冷却液収容タンク５０内の冷却液４が、冷却液収容タンク５０のケース３０側の面に接触している。このため、電池ユニット２から車両本体Ｆへの冷却液４を介した伝熱（放熱）が行われる。
【００４８】
このように、冷却液収容タンク５０内に形成された気体の層ＡＳを満たすように冷却液４を、駆動手段によりケース３０から冷却液収容タンク５０に移動させることで、ケース３０と車両本体Ｆとの断熱層ＡＳとしての気体の層が消滅し、冷却液収容タンク５０内の冷却液４が、ケース３０と接触し、ケース３０と車両本体Ｆとの断熱が解除され、電池ユニット２から車両本体Ｆへの熱伝達（放熱）を好適に行うことができる。
【００４９】
また、本実施例では、図５に示すように、電池ユニット２の冷却に対して、駆動手段６０がケース３０内の冷却液４の攪拌を行うように構成されている。すなわち、図１（Ｃ）（又は図１（Ａ））の状態において電池ユニット２の放熱を好適に行うために、駆動手段６０には、第１流路Ｏ１から冷却液４を取り込み、第３流路Ｏ３からケース３０内に排出させるための循環路が形成されている。このため、ケース３０内の冷却液４が攪拌され、電池ユニット２を構成する複数の単電池２０ａの温度分布のバラツキを抑制することが可能となる。したがって、温度分布のバラツキによる電池ユニット２の性能劣化を低減することが可能となる。
【００５０】
次に、図３及び図４を参照しながら、本実施例の電源装置１の制御方法について説明する。
【００５１】
本実施例の電源装置１は、駆動手段６０の制御ユニットを備え、この制御ユニットは、駆動手段６０の制御手段としてのコントローラ１００、車両本体Ｆに設置され、車両本体Ｆの温度を検出する第１の温度センサ１０３、電源装置１の電池ユニット２（若しくは、ケース３０、冷却液４）の温度を検出する第２の温度センサ１０４、コントローラ１００からの指示により駆動手段６０のポンプ駆動を行うポンプ駆動回路１０１、コントローラ１００からの指示より駆動手段６０のバルブＢの駆動を行うバルブ駆動回路１０２とを備える。
【００５２】
そして、コントローラ１００は、第１及び第２の温度センサ１０３、１０４により、電池ユニット２および車両本体Ｆの温度を検出して、検出された温度情報に基づいて駆動手段６０の駆動制御を遂行する。
【００５３】
図４に示すように、コントローラ１００は、各温度センサ１０３、１０４の出力に基づいて、電池ユニット２及び車両本体Ｆの温度検出を行う（ステップＳ１）。検出された電池ユニット２の温度が、上閾値よりも高いか否かを判別し（ステップＳ２）、電池ユニット２の検出温度が上閾値よりも高い場合には、ステップＳ３に進み、また、上閾値よりも低い場合には、ステップＳ６に進む。
【００５４】
ここで、本実施例の上閾値は、電池ユニット２の温度上昇に伴う電池特性の劣化を抑制する観点から予め設定された当該電池ユニット２の適正温度範囲における上閾値温度であり、例えば、６０℃に設定することができる。
【００５５】
次に、ステップＳ３において、コントローラ１００は、電池ユニット２の検出温度が、上閾値よりも高いので、車両本体Ｆの検出温度との比較を行う。電池ユニット２の検出温度が車両本体Ｆの検出温度よりも低い場合には、ステップＳ４に進み、高い場合にはステップＳ５に進む。
【００５６】
ステップＳ４において、コントローラ１００は、ポンプ駆動回路１０１及びバルブ駆動回路１０２を介してポンプＰ及びバルブＢを駆動することにより、図１（Ｂ）に示す状態（第１の状態）とする。
【００５７】
より具体的には、コントローラ１００は、バルブ駆動回路１０２を介して第３流路Ｏ３のバルブＢを閉め、第２流路Ｏ２のバルブＢを開ける。さらに、コントローラ１００は、ポンプ駆動回路１０１を介して、冷却液収容タンク５０内の冷却液４をケース３０内に移動させるようにポンプＰを駆動し、第２流路Ｏ２から第１流路Ｏ１へ冷却液４を流通させる。ここで、コントローラ１００は、冷却液収容タンク５０に気体の層ＡＳが形成されるように、所定量の冷却液４を冷却液収容タンク５０からケース３０内に移動させる。
【００５８】
そして、コントローラ１００は、冷却液収容タンク５０に気体の層ＡＳが形成されるように、所定量の冷却液４を冷却液収容タンク５０からケース３０内に移動させた後に、第２流路Ｏ２のバルブＢを閉めるように、バルブ駆動回路１０２に指示する（図１（Ｂ）の第１の状態）。
【００５９】
また、ステップＳ５において、コントローラ１００は、ポンプ駆動回路１０１及びバルブ駆動回路１０２を介してポンプＰを駆動するとともに、第２流路Ｏ２のバルブＢを開くように駆動することにより、図１（Ｃ）に示す状態（第２の状態）とする。このとき、コントローラ１００は、冷却液収容タンク５０内の冷却液４の液面、又はケース３０内の冷却液４の液面を検出する不図示の液面センサの出力に基づいて、電源装置１が図１（Ａ）に示す状態であるか、図１（Ｃ）に示す状態であるか否かを判別し、ステップ５において、図１（Ａ）に示す状態（第２状態）である場合には、駆動手段６０を駆動せずにこの状態を維持し、図１（Ｂ）に示す状態（第１状態）である場合には、ポンプ駆動回路１０１及びバルブ駆動回路１０２を介してポンプＰを駆動するとともに、第２流路Ｏ２のバルブＢを開くように駆動し、図１（Ｃ）の状態とする。
【００６０】
一方、ステップＳ６では、電池ユニット２の検出温度が下閾値よりも低いか否かを判別する。ここで、電池ユニット２の検出温度が下閾値よりも低い場合にはステップＳ７に進み、高い場合にはステップＳ５に進む。
【００６１】
ここで、上述した下閾値は、電池ユニット２の温度低下に伴う電池特性の劣化を抑制する観点から予め設定された当該電池ユニット２の適正温度範囲における下閾値温度であり、例えば、０℃に設定することができる。
【００６２】
ステップＳ７では、電池ユニット２の検出温度が車両本体Ｆの検出温度よりも高いか否かを判別し、電池ユニット２の検出温度が車両本体Ｆの検出温度よりも高い場合には、ステップＳ４に進み、高い場合にはステップＳ５に進む。
【００６３】
単電池２０ａにおける充放電によって、単電池２０ａが発熱すると、この熱は、冷却液４を介してケース３０に伝達される。そして、ケース３０に伝達された熱は、外部（大気中）に放出されることになる。その放熱経路は、ケース３０周囲の空気等の気体に伝達されて放熱される経路と、ケース３０から冷却液収容タンク５０の冷却液４を介して車両本体Ｆに伝達されて放熱される経路とがあり、電源装置１が外部から熱をもらう場合も、この経路を逆に辿った経路となる。
【００６４】
図１（Ａ）に示す状態では、上述した車両本体Ｆを介した放熱経路によって、電池ユニット２で発生した熱を放出（放熱）させることができ、電池ユニット２の温度上昇を抑制することができる。これにより、温度上昇に伴って、単電池２０ａの電池特性が劣化してしまうのを抑制することができる。
【００６５】
そして、上述のように、図１（Ａ）に示す状態において、車両本体Ｆが過度に冷却された場合には、車両本体Ｆに接触する冷却液収容タンク５０が冷却されるとともに、内部の冷却液４が冷却されることにより、電池ユニット２が過度に冷却されてしまう。これにより、単電池２０ａは、電池特性が劣化してしまうことがある。また、図１（Ａ）に示す状態において、車両本体４０が過度に加熱された場合には、車両本体Ｆに接触する冷却液収容タンク５０が加熱されるとともに、内部の冷却液４が加熱されることにより、電池ユニット２が過度に加熱されてしまう。これにより、単電池２０ａは、電池特性が劣化してしまうことがある。
【００６６】
そこで、本実施例では、電池ユニット２の検出温度が上閾値よりも高く、車両本体Ｆの検出温度が電池ユニット２の検出温度よりも高い場合や、電池ユニット２の検出温度が下閾値よりも低く、車両本体Ｆの検出温度が電池ユニット２の検出温度よりも低い場合に、駆動手段６０を駆動して、冷却液収容タンク５０内の冷却液４をケース３０に移動させて、冷却液収容タンク５０のケース３０と接する面側に気体の層ＡＳを形成する。このため、冷却液４が冷却液収容タンク５０のケース３０と接する面側に接しないので、電池ユニット２と車両本体Ｆとの間の熱伝達が行われ難い状態としている。
【００６７】
また、本実施例では、駆動手段６０により、ケース３０内の冷却液４の攪拌し、電池ユニット２（冷却液４）の温度分布のバラツキを抑制する。
【００６８】
すなわち、ケース３０内の冷却液４の温度にバラツキがあると、電池ユニット２を構成する各単電池２０ａの温度にバラツキが生じ、単電池２０ａ間で温度差による性能劣化に差が生じ、電池ユニット２全体の性能を劣化させることになる。このため、本実施例では、駆動手段６０の第１流路Ｏ１から冷却液４を取り込み、第３流路Ｏ３からケース３０内に排出させるための循環路を形成し、ケース３０内の冷却液４を攪拌することで、電池ユニット２（冷却液４）の温度分布のバラツキを抑制する。
【００６９】
具体的には、冷却液４（電池ユニット２）が、適正温度範囲における下閾値温度（例えば、０℃）から上閾値温度（例えば、６０℃）の間にある場合には、常に、駆動手段６０によるケース３０内の冷却液４の攪拌を行うように制御することができる。また、ケース３０内の冷却液４の温度を検出するための不図示の温度センサを、冷却液４の液面側（上側）と電池ユニット２の下方側と各々設け、ケース３０内の冷却液４の上側と下側での温度差を検出する。そして、この温度差をコントローラ１００が監視し、例えば、温度差が２℃以上である場合に、コントローラ１００が、ポンプ駆動回路１０１を介してポンプＰを駆動し、また、バルブ駆動回路１０２を介して第３流路Ｏ３のバルブＢを開けて、冷却液４を第１流路Ｏ１から取り込み、第３流路Ｏ３からケース３０内に排出させるように構成することもできる。
【００７０】
なお、この駆動手段６０によるケース３０内の冷却液４の攪拌は、上述の電源装置１に対する車両本体Ｆからの伝熱及び車両本体Ｆへの伝熱を、冷却液収容タンク５０に気体の断熱層ＡＳを形成する制御すると独立して、また、並行させて行うことが可能である。
【００７１】
例えば、図４のステップＳ２において、電池ユニット２の検出温度が上閾値よりも高い場合には、自動的に駆動手段６０によるケース３０内の冷却液４の攪拌を行うように制御し、また、図１（Ｂ）の状態においてもケース３０内の冷却液４の攪拌を行うよう制御してもよい。また、電池ユニット２の検出温度が下閾値よりも低い場合は、駆動手段６０による攪拌を行わないようにすることが好ましい。これは、攪拌作用によって、電池ユニット２の熱がより奪われ、適正温度範囲での好適な電池特性を維持することができないためである。
【００７２】
このように、本実施例の駆動手段６０は、ケース３０と冷却液収容タンク５０との間の冷却液４の移動を行うとともに、ケース３０内の冷却液４を攪拌する。言い換えれば、ケース３０内に冷却液４を攪拌するためのポンプ等が設けられている場合、このポンプにケース３０と冷却液収容タンク５０との間の冷却液４の移動を許容する流路（第１流路Ｏ１又は第３流路Ｏ３と第２流路Ｏ２とで形成される流路）を設けることで（冷却液攪拌用のポンプを流用して）、本実施例における電源装置を容易、かつ安価に実現することができる。
【００７３】
（実施例２）
本発明の実施例２の電源装置は、上記実施例１の冷却液収容タンク５０を、車両本体Ｆと接触しないケース周囲の非接触部、すなわち、ケース３０の側面の配設している。なお、以下の説明において、上記実施例１と同様の部分については、同符号を付して説明を省略し、上記実施例１と異なる部分について、説明する。
【００７４】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、本実施例のケース３０ａは、ロアーケース３１に設けられた隔壁３１ａによって収納空間が２重構造となっており、電池ユニット２及び冷却液４が収容される収納空間Ｓ１と、この収納空間Ｓ１の周囲を取り囲むように形成され、冷却液４が収容される収納空間Ｓ３とを有する。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、ケース３０ａ内と冷却液４が直接に混ざり合うことなく、電源装置１の上面視において、収納空間Ｓ１の周囲に冷却液４が隔壁３１ａによって独立して配置されている。
【００７５】
このロアーケース３１の側壁と隔壁３１ａにより上記実施例１の冷却液収容タンク５０に対応する冷却液収容手段（第２冷却液収容手段）が形成され、本実施例の冷却液収容手段は、熱伝達部材としての車両本体Ｆと接触せずに、電源装置１の周囲の空気（車両本体Ｆと接触しないケース周囲の非接触領域）と接触し、かつケース３０の収容空間Ｓ１に接触して配置されている。なお、上記実施例１と同様に、本実施例の冷却液収容手段も、ケース３０と独立して設けることもできる。
【００７６】
図８は、本実施例の駆動手段６０ａを説明するための図であり、同図に示すように、収納空間Ｓ３とケース３０ａ内の収納空間Ｓ１との間で冷却液４を移動させるために、第４流路Ｏ４が設けられている。このため、収容空間Ｓ１及び収納空間Ｓ３の冷却液４は、第４流路Ｏ４及び第１流路Ｏ１（又は第２流路Ｏ３）を介して移動することができる。なお、本実施例の冷却液収容手段は、冷却液収容タンク５０と接しておらず、独立した構成となっているが、例えば、冷却液収容タンク５０の収容空間Ｓ２と本実施例の冷却液収容手段の収納空間Ｓ３とが接するように隣接して設けられるように構成してもよい。
【００７７】
そして、上記実施例１と同様に、図７（Ａ）の状態において、例えば、夏場に電源装置１外であってケース３０ａに接する空気が気温上昇とともに急激に過熱され、又は冬場に気温低下とともに急激に冷却される場合、上述のように、電池ユニット２が、電池特性に対する電池ユニット２の適正温度範囲を超えた温度状態となる。
【００７８】
そこで、本実施例の駆動手段６０ａは、収容空間Ｓ３を備えた冷却液収容手段内の冷却液４をケース３０ａ内に移動させ、収容空間Ｓ１とケース３０ａの外部の空気との間、言い換えれば、電池ユニット２の周囲に気体の層ＡＳを形成する（図７（Ｃ）参照、第３の状態）。このとき、ケース３０ａ内の冷却液４の液面は、冷却液収容タンク５０から移動してきた冷却液４と本実施例の冷却液収容手段から移動してきた冷却液４の分だけ液面が上昇する（液面が高さＨ３上昇）。
【００７９】
図７（Ｃ）は、冷却液収容タンク５０内の冷却液４をケース３０ａ内に移動させ、かつ本実施例の冷却液収容手段内の冷却液４をケース３０ａ内に移動させた状態を示す図である。このように、本実施例の冷却液収容手段により形成された気体の層ＡＳ（断熱層）が、電源装置１の外部の空気との熱伝達を遮断し、かつ冷却液収容タンク５０により形成された気体の層ＡＳ（断熱層）が、車両本体Ｆから電池ユニット２への熱伝達を遮断する。つまり、ケース３０ａの収容空間Ｓ１内の未充填領域ＴＳとともに、電池ユニット２の全周囲が、気体の層により囲まれ、例えば、冬場に車両本体Ｆが気温低下とともに急激に冷却されると、電池ユニット２から車両本体Ｆ及び電源装置１外部の空気への伝熱が促進され、電池ユニット２の熱が過度に奪われてしまうことなく、また、夏場に車両本体Ｆが気温上昇とともに急激に加熱され、電池ユニット２に対して車両本体Ｆ及び電源装置１外部の空気から熱が伝達されて電池ユニット２に熱が過度に供給されてしまうことない。
【００８０】
なお、上記実施例１と同様に、図７（Ｃ）の状態から、コントローラ１００により、図７（Ａ）の状態とする駆動手段６０ａの制御が行われ、ポンプ駆動回路１０１及びバルブ駆動回路１０２を介してポンプＰを駆動するとともに、第３流路Ｏ３のバルブＢを開くように駆動することにより（第２流路Ｏ２への冷却液４の流動をさせつつ、又はさせないで）、図６（Ａ）に示す状態（第４の状態）とことができる。
【００８１】
また、本実施例の第２冷却液収容手段は、上記実施例１のケース３０の外周面に設けられる放熱フィンに適用することも可能である。すなわち、ケース３０の外周面に設けられる放熱フィンを中空に形成し、冷却液４を充填可能な空間を設ける。そして、駆動手段６０により放熱フィン内に冷却液４をケース３０内に移動させ、また、ケース３０内の冷却液４を放熱フィン内に移動させることができる。この場合においても、上述と同様に効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１における電源装置の断面図を示す図であり、放熱及び断熱を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例１における駆動手段の構成図である。
【図３】本発明の実施例１における制御ユニットの内部構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における電源装置の制御フローを説明するためのフローチャート図である。
【図５】本発明の実施例１におけるケース内の冷却液の攪拌の様子を説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施例１における電源装置の変形例を示す図である。
【図７】本発明の実施例２における電源装置の断面図を示す図であり、放熱及び断熱を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２における駆動手段の構成図である。
【図９】本発明の電源装置が車両内の座席の下方に配置された場合の配置構成を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
２        電池ユニット
４        冷却液
３０      ケース
５０      冷却液収容タンク
６０      駆動手段
Ｐ        ポンプ
Ｂ        バルブ
Ｆ        車両本体（熱伝達部材）
【図１】
2009009730.tif 000003
【図２】
2009009730.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009009730.tif 000006
【図５】
2009009730.tif 000007
【図６】
2009009730.tif 000008
【図７】
2009009730.tif 000009
【図８】
2009009730.tif 000010
【図９】
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