(57)【要約】【課題】冷却モジュールの冷媒流路の下流側のチューブ内で冷媒が過熱度を有する状況下においても、発熱によるバッテリの劣化を抑制する。【解決手段】バッテリ（１０）を冷却する冷却モジュール（２０）は、バッテリと熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（２２１）と、バッテリと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（２２２）と、を有する第１ヘッダ（２２）と、第２ヘッダ（２４）と、第１ヘッダと第２ヘッダとの間に配置され、バッテリとの間で熱交換を行うための複数のチューブ（２６）とを備える。複数のチューブは、冷媒を第１ヘッダから第２ヘッダに向けて流すための１つ以上の第１チューブ（２６Ａ）と、冷媒を第２ヘッダから第１ヘッダに向けて流すための１つ以上の第２チューブ（２６Ｂ）とからなり、第１チューブのバッテリとの熱交換面の面積の総和が、第２チューブのバッテリとの熱交換面の面積の総和よりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用のバッテリ（１０）を冷却する冷却モジュール（２０）であって、  前記バッテリ（１０）と熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（２２１）と、前記バッテリと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（２２２）と、を有する第１ヘッダ（２２）と、  第２ヘッダ（２４）と、  前記第１ヘッダ（２２）と前記第２ヘッダ（２４）との間に配置され、前記バッテリとの間で熱交換を行うための複数のチューブ（２６）と、を備え、  前記複数のチューブ（２６）は、冷媒を前記第１ヘッダ（２２）から前記第２ヘッダ（２４）に向けて流すための１つ以上の第１チューブ（２６Ａ）と、冷媒を前記第２ヘッダ（２４）から前記第１ヘッダ（２２）に向けて流すための１つ以上の第２チューブ（２６Ｂ）と、からなり、前記１つ以上の前記第１チューブの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和が、前記１つ以上の前記第２チューブの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和よりも大きいことを特徴とする冷却モジュール。
【請求項２】
前記複数のチューブ（２６）として互いに同じ形状を有する３つ以上のチューブを有し、前記第１チューブ（２６Ａ）の数が前記第２チューブ（２６Ｂ）の数よりも多い、請求項１記載の冷却モジュール。
【請求項３】
第３ヘッダ（２８）と、第４ヘッダ（３０）と、前記第３ヘッダと前記第４ヘッダとの間に配置された１つ以上の第３チューブ（３２Ａ）および１つ以上の第４チューブ（３２Ｂ）と、をさらに備え、冷媒は、前記１つ以上の前記第１チューブ（２６Ａ）から流出した後に、前記第２ヘッダ（２４）、前記第３ヘッダ、前記１つ以上の前記第３チューブ（３２Ａ）、前記第４ヘッダ（３０）、前記１つ以上の前記第４チューブ、前記第３ヘッダ（２８）、および前記第２ヘッダを順次経て、前記１つ以上の前記第２チューブ（２６Ｂ）に流入するように構成されている、請求項１または２に記載の冷却モジュール。
【請求項４】
車両用のバッテリ（１０）を冷却する冷却モジュール（２０）であって、  前記バッテリ（１０）と熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（２２１）を有する第１ヘッダ（２２）と、  前記バッテリと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（２４２）を有する第２ヘッダ（２４）と、  前記第１ヘッダ（２２）と前記２ヘッダ（２４）との間に配置され、前記バッテリとの間で熱交換を行うための複数のチューブ（２６）と、を備え、  前記複数のチューブ（２６）は、冷媒を前記第１ヘッダ（２２）から前記第２ヘッダ（２４）に向けて流すための１つ以上の第１チューブ（２６Ａ）と、冷媒を前記第２ヘッダ（２４）から前記第１ヘッダ（２２）に向けて流すための１つ以上の第２チューブ（２６Ｂ）と、からなり、  前記第１チューブ（２６Ａ）は、前記冷媒の流れにおいて前記第２チューブの上流側に配置される１つ以上の上流側第１チューブと、前記冷媒の流れにおいて前記第２チューブの下流側に配置される１つ以上の下流側第１チューブと、を有し、  前記１つ以上の前記第２チューブの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和が、前記１つ以上の前記下流側第１チューブの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和よりも大きいことを特徴とする冷却モジュール。
【請求項５】
車両用のバッテリ（１０）を冷却する冷却モジュール（２０）であって、  前記バッテリ（１０）と熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（２２１）と、前記バッテリと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（２２２）と、を有する第１ヘッダ（２２）と、  第２ヘッダ（２４）と、  前記第１ヘッダ（２２）と前記第２ヘッダ（２４）との間に配置され、前記バッテリとの間で熱交換を行うための複数のチューブ（２６）と、を備え、  前記複数のチューブ（２６）は、冷媒を前記第１ヘッダ（２２）から前記第２ヘッダ（２４）に向けて流すための１つ以上の第１チューブ（２６Ａ）と、冷媒を前記第２ヘッダ（２４）から前記第１ヘッダ（２２）に向けて流すための１つ以上の第２チューブ（２６Ｂ）と、からなり、  前記第１チューブは、１つ以上の上流側第１チューブと１つ以上の下流側第１チューブとを有し、前記第２チューブは、１つ以上の上流側第２チューブと１つ以上下流側第２チューブとを有し、前記冷媒の流れにおいて、前記１つ以上の上流側第１チューブ、前記１つ以上の上流側第２チューブ、前記１つ以上の下流側第１チューブおよび前記１つ以上の下流側第２チューブが前記冷媒の流れにおいてこの順で上流側から順に配置されており、  前記１つ以上の前記下流側第１チューブの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和が、前記１つ以上の前記下流側第２チューブの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和よりも大きいことを特徴とする冷却モジュール。
【請求項６】
車両用のバッテリ（１０）を冷却する冷却モジュール（２０）であって、  前記バッテリ（１０）と熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（２２１）を有する第１ヘッダ（２２）と、  第２ヘッダ（２４）と、  前記第１ヘッダ（２２）と前記第２ヘッダ（２４）との間で冷媒を流すために前記第１ヘッダ（２２）と前記第２ヘッダ（２４）との間に配置され、前記バッテリとの間で熱交換を行うための複数のチューブ（２６）と、を備え、  前記第１ヘッダ（２２）または前記第２ヘッダ（２４）のいずれかに前記バッテリと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（２２２，２４２）が設けられており、  前記複数のチューブ（２６）は、少なくとも、冷媒の流れ方向において最下流側にある少なくとも１つの最下流側チューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）を含む第１チューブグループと、前記バッテリ（１０）上において前記第１チューブグループに隣接して設けられた少なくとも１つのチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）を含む第２チューブグループと、を構成し、  前記第２チューブグループに属する前記少なくとも１つのチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）は、冷媒の流れ方向において前記第１チューブグループに属する前記最下流側チューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）の直ぐ上流側に設けられ、  冷媒は、前記第１ヘッダおよび前記第２ヘッダのうちの一方から他方に向けて前記第１チューブグループに属する前記最下流側チューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）内を流れ、また、冷媒は、前記第１ヘッダおよび前記第２ヘッダのうちの前記他方から前記一方に向けて前記第２チューブグループに属する前記チューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）内を流れ、  前記第２チューブグループに属するチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）の前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和が、前記第１チューブグループに属するチューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）のの前記バッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和よりも大きいことを特徴とする冷却モジュール。
【請求項７】
前記複数のチューブ（２６）が上下方向に配列される、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の冷却モジュール。
【請求項８】
前記複数のチューブ（２６）が水平方向に配列される、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の冷却モジュール。
【請求項９】
車両用空調装置の冷凍サイクル装置（１）の管路から分岐した管路（９）に設置される、請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の冷却モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バッテリの冷却モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車は、充電可能なバッテリに蓄積された電力により走行する。バッテリ充電時の発熱によるバッテリの劣化を抑制するため、バッテリの冷却が行われる。特許文献１には、バッテリを冷却するための冷媒式の冷却モジュールが開示されている。  【０００３】
特許文献１の冷却モジュールは、２本のマニホルド（ヘッダ）の間に設けられてバッテリと接触する複数の平坦なチューブ（冷媒管）を有している。バッテリの冷却を行うとき、マニホルドおよびチューブにより形成される冷媒流路の上流側のチューブ内を流れる冷媒は、液体を十分に含む気液混合状態であり、バッテリの冷却能力を十分に有している。冷媒はチューブの中を流れてゆくときにバッテリの熱により加熱され、これにより、液体状態の冷媒の割合が減少し、気体状態の冷媒の割合が増加してゆく。  【０００４】
冷媒流量が少ないとき、あるいはバッテリの発熱量が大きいときには、冷媒流路の下流側のチューブ内を流れる冷媒は、当該チューブの下流端付近で完全に気化しかつ過熱度（スーパーヒート）を有する状態となることがある。このような状況では、冷却能力が低下し、バッテリの温度分布が不均一となる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０３５３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、冷却モジュールの冷媒流路の下流側のチューブ内で冷媒が過熱度を有するような状況になったとしても、発熱によるバッテリの劣化を抑制することができる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、車両用のバッテリを冷却する冷却モジュールであって、バッテリと熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部と、バッテリと熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部と、を有する第１ヘッダと、第２ヘッダと、第１ヘッダと第２ヘッダとの間に配置され、バッテリとの間で熱交換を行うための複数のチューブと、を備え、複数のチューブは、冷媒を前記第１ヘッダから第２ヘッダに向けて流すための１つ以上の第１チューブと、冷媒を第２ヘッダから第１ヘッダに向けて流すための１つ以上の第２チューブと、からなり、上記の１つ以上の第１チューブのバッテリとの熱交換面の面積の総和が、上記の１つ以上の第２チューブの熱交換面の面積の総和よりも大きいことを特徴とする冷却モジュールが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記の実施形態によれば、冷媒が過熱度を有する状態でも、発熱によるバッテリの劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却モジュールの概略側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る冷却モジュールの概略側面図である。
【図３】比較例に係る冷却モジュールの概略側面図である。
【図４】チューブの長手方向と直交する鉛直平面でチューブおよびバッテリを切断して得た断面を示す概略断面図である。
【図５】チューブの長手方向と平行な鉛直平面でチューブ、バッテリおよびヘッダを切断して得た断面を示す概略断面図である。
【図６】冷却モジュールが組み込まれた冷凍サイクル装置の一例を示す回路図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る冷却モジュールの概略側面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る冷却モジュールの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
【００１１】
図１を参照して第１実施形態について説明する。  
【００１２】
冷却モジュール２０は、第１ヘッダ（マニホルド）２２と、第２ヘッダ（マニホルド）２４と、第１ヘッダ２２と第２ヘッダ２４との間に配置された複数（図１の実施形態では４つ）のチューブ２６を有する。  
【００１３】
複数のチューブ２６は、製造技術上の理由（押出金型費用、ろう付けの均一性等）により、互いに同じ形状寸法を有することが好ましい。各チューブ２６の側面には、車両用のバッテリ１０（バッテリモジュール）の表面が、直接的または間接的に（好ましくは図４に示すように直接的に）熱的に接触している。  
【００１４】
第１ヘッダ２２は、バッテリ１０と熱交換させる冷媒が流入する冷媒流入部（入口ポート）２２１と、バッテリ１０と熱交換した冷媒が流出する冷媒流出部（出口ポート）２２２と、を有する。第１ヘッダ２２の内部は、仕切壁２２３により、冷媒流入部２２１側の上側空間と冷媒流出部２２２側の下側空間とに分割されている。  
【００１５】
この明細書に記載された各実施形態で用いられる冷媒は、冷凍サイクルで用いられる熱媒体であり、液相から気相への相変化時の気化熱に相当する熱を冷却対象物から奪うことにより冷却対象物を冷却する流体である。具体的には、冷媒として、車両用空気調和装置用の冷媒、例えば従来から広く用いられているＨＦＣ−１３４ａ、近年のＥＵ規制に対応したＨＦＯ−１２３４ｙｆ等を用いることができる。  
【００１６】
複数のチューブ２６は、冷媒を前記第１ヘッダ２２から第２ヘッダ２４に向けて流すための１つ以上の第１チューブ２６Ａと、冷媒を第２ヘッダ２４から第１ヘッダ２２に向けて流すための１つ以上の第２チューブ２６Ｂとに分類される。第１チューブ２６Ａの数は、第２チューブ２６Ｂの数よりも多い。図１の実施形態では、３つの第１チューブ２６Ａと、１つの第２チューブ２６Ｂが設けられている。  
【００１７】
複数のチューブ２６は、鉛直方向に配列されており、かつ各々は水平方向に延びている。好ましくは、第１チューブ２６Ａは、第２チューブ２６Ｂよりも上方にある。この場合、冷媒流入部２２１は、冷媒流出部２２２よりも上方にある。第１ヘッダ２２および第２ヘッダ２４は、互いに平行に、かつ、鉛直方向に配置されている。  
【００１８】
図４および図５に示すように、各チューブ２６は、互いに平行に延びる複数のチャネル（冷媒流路）２６１を有する押し出し形材により形成することができる。図５に示すように、中空管状部材として構成された第１ヘッダ２２に形成された細長いスリットに、チューブ２６の端部が挿入されている。また、第１ヘッダ２２に形成された円形の孔に、冷媒流入部２２１を構成する中空管状部材が挿入されている。チューブ２６および冷媒流入部（中空管状部材）２２１は、第１ヘッダ２２にろう付けされている。図５中において、参照符号４０はろう材を示している。  
【００１９】
第１ヘッダ２２と冷媒流出部２２２との結合構造、および第２ヘッダ２４と各チューブ２６との結合構造も、図５に示したものと同一である。チューブ２６、第１ヘッダ２２および第２ヘッダ２４は、高熱伝導性材料、例えばアルミニウム合金から形成することができる。  
【００２０】
図６には、第１実施形態に係る冷却モジュール２０を車両用空調装置の冷凍サイクル装置１に組み込んだ一例が示されている。冷凍サイクル装置１は、冷媒循環路７に設けられた室外熱交換器２と、室内熱交換器３と、圧縮機４と、膨張弁５とを有している。室外熱交換器２は、例えば車両のフロントグリルの背後に設置される。室内熱交換器３は、例えば空調装置の送風路内に設置される。車両用空調装置により、当業者において周知の方法により車両の室内の空調が行われる。  
【００２１】
冷媒循環路７上に設定された分岐点８ａ，８ｂに冷却モジュール用の管路９（冷媒回路）が接続されている。管路９には、膨張弁６と、第１実施形態に係る冷却モジュール２０とが介設されている。膨張弁５、６は遮断弁としての機能を有していることが好ましい。  
【００２２】
バッテリ１０の急速充電は、通常、車両の停止（駐車）中に行われる。バッテリ１０の急速充電時に、室内熱交換器３へ冷媒を流す必要が無い場合には、膨張弁５は遮断弁として作用する。従って、このときには、室外熱交換器２、膨張弁６、冷却モジュール２０および圧縮機４から、バッテリ１０を冷却するための冷凍サイクル装置が構成される。バッテリ１０の急速充電時に、室内熱交換器３へ冷媒を流す必要が有る場合には、膨張弁５と膨張弁６は膨張弁として作用する。従って、このときには、圧縮機４から吐出された冷媒は、室外熱交換器２を通過し、分岐点８ａで分岐し、一方の冷媒が膨張弁５および室内熱交換器３へ流れ、他方の冷媒が膨張弁６および冷却モジュール２０へと流れる。その後、２つの冷媒の流れは分岐点８ｂで合流し、圧縮機４に吸入される。従って、このときにも、バッテリ１０を冷却するための冷凍サイクル装置が構成される。  
【００２３】
第１実施形態に係る冷却モジュール（および後述する第２〜第４実施形態に係る冷却モジュール）は、図６に示したバッテリ冷却用の冷凍サイクル装置における蒸発器として作用する。図６に示した冷凍サイクル装置において、低温低圧の気体状態の冷媒が、圧縮機４に流入し（吸入され）、圧縮機４で圧縮されることにより、高温高圧の気体状態となる。次いで、冷媒は、凝縮器として作用する室外熱交換器２において周囲空気（外気）と熱交換することにより冷却され、中温高圧の液体となる。次いで、冷媒は、膨張弁６を通過するときに膨張し、低温低圧の液体または気液混合流体となる。次いで、冷媒は、蒸発器として作用する冷却モジュール２０を通過するときにバッテリ１０と熱交換することにより気化し、気化熱によりバッテリ１０から熱を奪い、低温低圧の気体となる。次いで、冷媒は再び圧縮機４に戻されて（吸入されて）圧縮される。  
【００２４】
バッテリ冷却用の冷凍サイクル装置は、図６に示すように空調用の冷凍サイクルと一体化することが製品コストの観点から有利であるが、空調用の冷凍サイクルから分離された独立した冷凍サイクル装置として設けてもよい。  
【００２５】
冷却モジュール２０の作用について以下に詳細に説明する。なお、図１〜図３中に記載された矢印は冷媒の流れおよび状態を示しており、太実線矢印、細実線矢印、破線矢印の順に、冷媒中に含まれる気体状態の冷媒の比率が増えてゆく。  
【００２６】
図１に示す実施形態では、膨張弁（例えば図６の膨張弁６）を出た後に冷媒流入部２２１から第１ヘッダ２２の上側空間に流入した低温低圧の冷媒（これは液体状態であるか、あるいは十分な量の液体を含む気液混合状態である）比較的低温の冷媒が、第１チューブ２６Ａ内に流出し、３つの第１チューブ２６Ａ内を並行して流れる。第１チューブ２６Ａを通過するときに、冷媒はバッテリ１０と熱交換して、バッテリ１０を冷却する。第１チューブ２６Ａを通過する過程で、液体状態の冷媒が蒸発し、気体の比率が増加してゆく。液体から気体へ相変化する過程では、温度の変化はほとんど無い。第１チューブ２６Ａから第２ヘッダ２４に流出した冷媒は、１つの第２チューブ２６Ｂ内に流入する。第２チューブ２６Ｂを通過するときにも、冷媒はバッテリ１０と熱交換して、バッテリ１０を冷却する。第２チューブ２６Ｂを通過するときに液体状態の冷媒のほぼ全てが気化する。第２チューブ２６Ｂを通過した冷媒は第１ヘッダ２２の下側空間に流入し、冷媒流出部２２２を通って第１ヘッダ２２から流出する。  
【００２７】
図２は第２実施形態を示している。図２において、図１と同一または類似の部材については同一符号を付けて重複説明は省略する。  
【００２８】
図２に示した冷却モジュール２０は、図１に示した冷却モジュール２０の構成要素に加えて、第３ヘッダ２８と、第４ヘッダ３０と、第３ヘッダ２８と第４ヘッダ３０との間に配置された１つ以上（図示例では２つ）の第３チューブ３２Ａおよび１つ以上（図示例では１つ）の第４チューブ３２Ｂとを備えている。図２の実施形態では、第１チューブ２６Ａの数は、第３チューブ３２Ａの数と同じ２つとなっている。第２ヘッダ２４の内部は、仕切壁２４３により、上側空間と下側空間とに分割されている。第３ヘッダ２８の内部は、仕切壁２８３により、上側空間と下側空間とに分割されている
。第２ヘッダ２４の上側空間と第３ヘッダ２８の上側空間とが上側連通管２８１により接続されている。第２ヘッダ２４の下側空間と第３ヘッダ２８の下側空間とが下側連通管２８２により接続されている。第３チューブ３２Ａおよび第４チューブ３２Ｂは、第１チューブ２６Ａおよび第２チューブ２６Ｂが接触しているバッテリ１０（バッテリモジュール）とは別のバッテリ１０（バッテリモジュール）に接触している。  
【００２９】
第２実施形態では、冷媒流入部２２１から第１ヘッダ２２の上側空間に流入した冷媒が、２つの第１チューブ２６Ａに流出する。冷媒は、２つの第１チューブ２６Ａを並行して流れる。第１チューブ２６Ａを通過するときに、冷媒はバッテリ１０と熱交換して、バッテリ１０を冷却する。第１チューブ２６Ａから第２ヘッダ２４の上側空間に流出した冷媒は、上側連通管２８１を通って第３ヘッダ２８の上側空間に流入する。第３ヘッダ２８の上側空間から流出した冷媒は、上側の２つの第３チューブ３２Ａ内を並行して流れる。第３チューブ３２Ａを通過するときに冷媒はバッテリ１０と熱交換して、バッテリ１０を冷却する。第３チューブ３２Ａから第４ヘッダ３０内に流入した冷媒は、下側の１つの第４チューブ３２Ｂに流入する。第４チューブ３２Ｂを通過するときに、冷媒はバッテリ１０と熱交換して、バッテリ１０を冷却する。第４チューブ３２Ｂから第３ヘッダ２８の下側空間に流出した冷媒は、下側連通管２８２を通って第２ヘッダ２４の下側空間に流入する。第２ヘッダ２４の下側空間から流出した冷媒は、１つの第２チューブ２６Ｂ内に流入する。第２チューブ２６Ｂを通過するときに、冷媒はバッテリ１０と熱交換して、バッテリ１０を冷却する。  
【００３０】
第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、第１チューブ２６Ａ内を流れる冷媒は低温低圧の液体状態であるか十分な量の液体を含む気液混合状態である。また、第２チューブ２６Ｂ内を流れる冷媒は第２チューブ２６Ｂを出るまでに実質的に全てが気体状態となることがある。  
【００３１】
第１および第２実施形態の利点を、従来設計思想に基づき構成された図３に示す比較例と比較して説明する。以下においては、図２に示す第２実施形態と図３に示す比較例とを比較するが、図１に示す第１実施形態の利点も、図２に示す実施形態の利点と同じである。  
【００３２】
図２および図３において、各チューブ２６（２６Ａ，２６Ｂ）とバッテリ１０とが重なった部分（チューブ２６の背後に隠れているバッテリ１０の部分）の面積が、１つのチューブ２６とバッテリ１０との熱交換面の面積（以下「熱交換面積」とも称する）となる。図２および図３においては、チューブ２６が互いに同じ形状寸法を有しているため、各チューブの熱交換面積は互いに等しい値Ａ（「Ａ」は適当な正数である）をとる。  
【００３３】
第２実施形態では、図２中でバッテリ１０と重なる第１チューブ２６Ａの数が２であるため、２つの第１チューブ２６Ａの熱交換面積の総和は２Ａである。また、図２中でバッテリ１０と重なる第２チューブ２６Ｂの数が１であるため、１つの第２チューブ２６Ｂの熱交換面積の総和はＡである。  
【００３４】
上記と同様の考え方によれば、図３に示す比較例では、１つの第１チューブ２６Ａの熱交換面積の総和はＡであり、２つの第２チューブ２６Ｂの熱交換面積の総和は２Ａである。  
【００３５】
冷媒の質量流量が一定であるとした場合、冷媒が加熱されることによりガス化して気体状態の冷媒の比率が増加すると、冷媒の体積流量は大幅に増加する。冷媒の体積流量の増加に伴い冷媒通路を通過する際の通気抵抗は増加する。このことを考慮して、従来の設計思想では、図３に示すように（質量流量に関して）冷媒流れのボトルネックとなる第２チューブ２６Ｂ（気体状態の冷媒が流れる）の数を増やして、冷媒流入部２２１から冷媒流出部２２２への冷媒の十分な質量流量を確保している。  
【００３６】
一方、第１実施形態では、第２チューブ２６Ｂの数を減らして、実質的に液体状態の冷媒が流れる第１チューブ２６Ａの数を増やしている（設置スペースの都合で、チューブ２６の総数が決まっていることに留意されたい。）。この場合、実質的に気体状態の冷媒が流れる第２チューブ２６Ｂの数が減るので、気体状態の冷媒が冷媒通路を通過する際の通気抵抗が増加し、その結果として冷媒流入部２２１から冷媒流出部２２２への冷媒の質量流量がある程度減少することになる。  
【００３７】
しかしながら、第１チューブ２６Ａ内を流れる冷媒中の液体の比率は十分に高いため、第１チューブ２６Ａ内の冷媒の流量が多少減少したとしても、バッテリ１０の第１チューブ２６Ａとの接触部およびその近傍を十分に冷却することができる。また、第１チューブ２６Ａの数が比較例と比べて多いため、１つのバッテリ１０（バッテリモジュール）のより広い範囲を冷却することができる。  
【００３８】
第２チューブ２６Ｂを流れる冷媒が完全に気化された後（あるいはスーパーヒート状態となった後）は、冷媒は、バッテリ１０との熱交換により温度が上昇し、バッテリ１０の冷却効果が低下する。すなわち第２チューブ２６Ｂと熱的に接触したバッテリ１０の領域は、意図する温度にまでは冷却されないおそれがある。  
【００３９】
従って、バッテリ１０の発熱が過大となった場合、あるいは、バッテリ１０の発熱に見合うだけの流量で冷却モジュール２０に冷媒が供給されなかった場合等には、第２チューブ２６Ａに流入する時点あるいは第２チューブ２６を通過する途中で冷媒が完全に気化し、第２チューブ２６から流出するまでの間に冷媒がスーパーヒート（過熱）状態となることがある。  
【００４０】
このような状況下では、第２チューブ２６Ｂによるバッテリ１０の冷却効果は非常に低く、第２チューブ２６Ｂの数を増やしても、バッテリ１０の冷却効果を高めることはできない。つまり、第１チューブ２６Ａの数を増やして第１チューブ２６Ａとバッテリ１０との間の熱交換面積の総和を増やした方が、バッテリ１０全体の冷却にとって有益である。バッテリ１０の第２チューブ２６Ｂの近傍の領域の冷却は、バッテリ１０の第１チューブ２６Ａにより冷却された領域への熱の移動により行うこともできる。本発明の全ての実施形態（第１および第２実施形態だけでなく、第３および第４実施形態も）は、上記の技術思想に基づいている。  
【００４１】
冷媒流入部２２１から冷媒流出部２２２への冷媒の質量流量の確保と、液体を十分に含む冷媒が流れるチューブの数の確保とは、トレードオフの関係にある。発明者は、研究の結果、液体を十分に含む冷媒が流れる第１チューブ２６Ａの数を増やした方が１つのバッテリ１０の全体としての冷却のために有益であることを見いだし、上述した実施形態の構成に至ったものである。つまり、上述した実施形態によれば、上述したような状況下においてもバッテリ１０に必要とされる冷却レベルを維持し、バッテリ１０の寿命低下を防止することができる。  
【００４２】
本発明の実施形態は上述した第１実施形態および第２実施形態に限定されるものではなく、下記の第３実施形態と第４実施形態も可能である。  
【００４３】
図７は、第３実施形態の冷却モジュール２０を示している。図７において、図１および図２と同一または類似の部材については同一符号を付けて重複説明は省略する。  
【００４４】
第３実施形態の冷却モジュール２０は、前述した第１および第２実施形態と同様に、第１ヘッダ２２と第２ヘッダ２４との間に、バッテリ１０との間で熱交換を行うための複数のチューブ２６を有している。また、第３実施形態の冷却モジュール２０は、前述した第１および第２実施形態と同様に、冷媒を第１ヘッダ２２から前記第２ヘッダ２４に向けて流すための１つ以上（図示例では３つ）の第１チューブ２６Ａと、冷媒を第２ヘッダ２４から第１ヘッダ２２に向けて流すための１つ以上（図示例では３つ）の第２チューブ２６Ｂとを有している。  
【００４５】
第３実施形態の冷却モジュール２０は、前述した第１および第２実施形態と異なり、第２ヘッダ２４に冷媒流出部２４２が設けられている。このことに伴い、冷媒は、最初に第１ヘッダ２２から第２ヘッダ２４に流れ、次いで第２ヘッダ２４から第１ヘッダ２２に流れ、その後再び第１ヘッダ２２から第２ヘッダ２４に流れるようになっている。この流れを実現するため、第１ヘッダ２２の内部は、仕切壁２２４により、冷媒流入部２２１側の上側空間と、下側空間とに分割されており、また、第２ヘッダ２２の内部は、仕切壁２４４により、冷媒流出部２４２側の下側空間と、上側空間とに分割されている。  
【００４６】
３つの第１チューブ２６Ａは、冷媒の流れにおいて第２チューブ２６Ｂの上流側に配置される１つ以上（図示例では１つ）の上流側第１チューブ２６Ａ１と、冷媒の流れにおいて第２チューブ２６Ｂの下流側に配置される１つ以上（図示例では２つ）の下流側第１チューブ２６Ａ２にグループ分けされる。  
【００４７】
第３実施形態においてもチューブ２６は互いに同じ形状を有している。従って、３つの第２チューブ２６Ｂのバッテリ１０との熱交換面の面積の総和が、２つの下流側第１チューブ２６Ａ２のバッテリ１０との熱交換面の面積の総和よりも大きくなっている。  
【００４８】
第３実施形態においても、冷媒流れ経路の最下流側に位置する２つの下流側第１チューブ２６Ａ２に隣接して、少なくとも下流側第１チューブ２６Ａ２内を流れる冷媒よりも液相含有率の高い冷媒が並列に流れる３つの（つまり下流側第１チューブ２６Ａ２よりも多数の）第２チューブ２６Ｂが設けられている。このため、第３実施形態においても、前述した第１および第２実施形態と同様の効果を得ることができる。  
【００４９】
図８は、第４実施形態の冷却モジュール２０を示している。図８において、図１および図２と同一または類似の部材については同一符号を付けて重複説明は省略する。  
【００５０】
第４実施形態の冷却モジュール２０は、前述した第１および第２実施形態と同様に、第１ヘッダ２２と第２ヘッダ２４との間に、バッテリ１０との間で熱交換を行うための複数のチューブ２６を有している。また、第１ヘッダ２２に、冷媒流入部２２１および冷媒流出部２２２の両方が設けられている。また、第４実施形態の冷却モジュール２０は、前述した第１および第２実施形態と同様に、冷媒を第１ヘッダ２２から前記第２ヘッダ２４に向けて流すための１つ以上（図示例では４つ）の第１チューブ２６Ａと、冷媒を第２ヘッダ２４から第１ヘッダ２２に向けて流すための１つ以上（図示例では３つ）の第２チューブ２６Ｂとを有している。  
【００５１】
第４実施形態の冷却モジュール２０では、前述した第１および第２実施形態と異なり、冷媒は、最初に第１ヘッダ２２から第２ヘッダ２４に流れ、次いで第２ヘッダ２４から第１ヘッダ２２に流れ、その後再び第１ヘッダ２２から第２ヘッダ２４に流れ、さらにその後再び第２ヘッダ２４から第１ヘッダ２２に流れるようになっている。この流れを実現するため、第１ヘッダ２２の内部は、仕切壁２２５、２２６により、冷媒流入部２２１側の上側空間と、冷媒流出部２２２側の下側空間と、中央空間とに分割されている。また、第２ヘッダ２２の内部は、仕切壁２４５により、上側空間と下側空間とに分割されている。  
【００５２】
４つの第１チューブ２６Ａは、１つ以上の（図示例では１つ）上流側第１チューブ２６Ａ１と１つ以上（図示例では３つ）の下流側第１チューブ２６Ａ２とにグループ分けされ、３つの第２チューブ２６Ｂは、１つ以上（図示例では１つ）の上流側第２チューブ２６Ｂ１と１つ以上（図示例では２つ）の下流側第２チューブ２６Ｂ２とにグループ分けされている。冷媒の流れ方向において、チューブ２６は、上流側から、１つの上流側第１チューブ２６Ａ１、１つの上流側第２チューブ２６Ｂ１、３つの下流側第１チューブ２６Ａ２および２つの下流側第２チューブ２６Ｂ２、の順に並んでいる。  
【００５３】
第４実施形態においてもチューブ２６は互いに同じ形状を有している。従って、３つの下流側第１チューブ２６Ａ２のバッテリ１０との熱交換面の面積の総和が
、２つの下流側第２チューブ２６Ｂ２のバッテリ１０との熱交換面の面積の総和よりも大きくなっている。このため、第４実施形態においても、前述した第１〜第３実施形態と同様の効果を得ることができる。  
【００５４】
別の視点から、上記第１〜第４実施形態は下記の共通の特徴（１）〜（４）を有しているものと見なすことができる。  
【００５５】
（１）複数のチューブ２６が、少なくとも、冷媒の流れ方向において最下流側にある少なくとも１つの最下流側チューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）を含む第１チューブグループと、バッテリ１０上において第１チューブグループに隣接して設けられた少なくとも１つのチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）を含む第２チューブグループと、を構成している。なお、「最下流側チューブ」というのは、複数のチューブ２６のうち、冷媒の流れ方向において冷媒流出部（２２２，２４２）に最も近い冷媒流路を構成するチューブである。  
【００５６】
（２）第２チューブグループに属するチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）は、冷媒の流れ方向において第１チューブグループに属する最下流側チューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）の直ぐ上流側に設けられている。  
【００５７】
（３）冷媒は、第１ヘッダ２２および第２ヘッダ２４のうちの一方から他方に向けて第１チューブグループに属する最下流側チューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）内を流れ、また、冷媒は、第１ヘッダおよび第２ヘッダのうちの他方から一方に向けて第２チューブグループに属するチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）内を流れる。なお、１つのチューブグループに属するチューブ２６が複数ある場合には、その複数のチューブ２６は、第１ヘッダ２２と第２ヘッダ２４との間に互いに並列に配置される。  
【００５８】
（４）第２チューブグループに属するチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）の数が、第１チューブグループに属するチューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）の数よりも多い。つまり、第２チューブグループに属するチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）のバッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和が、第１チューブグループに属するチューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）のバッテリ（１０）との熱交換面の面積の総和よりも大きい。  
【００５９】
上記条件（１）により、第２チューブグループに属するチューブ（２６Ａ；２６Ｂ；２６Ａ２）内を流れる冷媒の液相含有率は、最下流の第１チューブグループに属するチューブ（２６Ｂ；２６Ａ２；２６Ｂ２）内を流れる冷媒の液相含有率よりも大きい。このため、上記（１）〜（４）の条件を満たすことにより、前述した第１〜第４実施形態と同じ効果が得られることは明らかである。  
【００６０】
上記実施形態では、ヘッダ（２２，２４，２８，３０）が鉛直方向に延び、複数のチューブ（２６Ａ，２６Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ）が水平方向に延びるとともに鉛直方向に配列されていたが、これには限定されない。ヘッダ（２２，２４，２８，３０）が第１水平方向に延び、複数のチューブ（２６Ａ，２６Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ）が第１水平方向と直交する第２水平方向に延びるとともに第１水平方向に配列されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０  バッテリ（バッテリモジュール）  ２０  冷却モジュール  ２２  第１ヘッダ  ２２１  冷媒流入部  ２２２，２４２  冷媒流出部  ２４  第２ヘッダ  ２６  チューブ  ２６Ａ  第１チューブ  ２６Ｂ  第２チューブ
【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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【国際調査報告】
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