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JP2020157801A - 車両用電池冷却システム - Google Patents

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JP2020157801A JP2019056384A JP2019056384A JP2020157801A JP 2020157801 A JP2020157801 A JP 2020157801A JP 2019056384 A JP2019056384 A JP 2019056384A JP 2019056384 A JP2019056384 A JP 2019056384A JP 2020157801 A JP2020157801 A JP 2020157801A
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Abstract

【課題】冷却ファンの駆動頻度を低減しながら、電池の冷却性能を向上することができる車両用電池冷却システムを提供する。【解決手段】冷却ファン２２によって車室３０内の空気を電池室２５に供給して電池２０を冷却可能な車両用電池冷却システム１０。システム１０は、電池温度センサ５３と、車室温度センサ５２と、車室３０、電池室２５及び車外を連通する排出経路４４と、車室３０と電池室２５とで空気を循環可能な循環経路４６と、これらの経路４４，４６の切替を行う切替手段４８と、切替手段４８を作動させるＥＣＵ５８とを備える。ＥＣＵ５８は、車室３０が所定の与圧条件を満たし、電池２０の温度が所定の低冷却範囲内にある場合であって、電池２０の温度が車室３０内の温度よりも高い場合には排出経路を選択し、電池２０の温度が車室３０内の温度よりも低い場合には循環経路４６を選択する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電池冷却システムに関し、特に、電気自動車等の車両に搭載された駆動源である電池を冷却する車両用電池冷却システムに関する。
電気自動車やハイブリッド車等の車両では、駆動源として電池が搭載されている。この電池は、温度が上昇し過ぎることにより、性能が低下したり寿命が低下したりするため、冷却ファンを用いて、空調装置により空調された車室内の空気を電池室に導入し、電池を冷却する冷却システムが知られている。
例えば、特許文献１には、駆動源である電池と、この電池の温度を検知する電池温度センサと、車室内の空気を電池が収容された電池室に導入する冷却ファンと、車室内を空調するエアコンと、電池室と車外とを連通する排出ダクトと、電池室を通過した空気が再び車室内へ戻るように循環させる循環ダクトとを備えた車両用電池冷却システムが記載されている。
この冷却システムにおいて、電池室と、排気ダクト及び循環ダクトとの間には、各ダクトの開閉状態を調節する切換えダンパが設けられており、この切換えダンパを作動することにより、排気ダクトを閉塞して循環ダクトによる空気の循環を行う循環モードと、循環ダクトを閉塞して排気ダクトにより空気を車外へ排出する排出モードと、各ダクトの開度を調節して所定の比率で空気の循環と排出を行う循環／排出モードとを選択可能に構成されている。また、冷却ファンは、電池温度センサで検知された電池の温度に基づき、送風量の多い高レベル、送風量の少ない低レベル、ＯＦＦ状態のいずれかに切り替えられる。
この車両用電池冷却システムでは、冷却ファンがＯＦＦ状態のときに、循環モードにすることで、車室内の空気が車外へ排出されてエアコンの効率が低下することを防止している。また、冷却ファンが低レベルである場合、エアコンが外気導入モードのときに排気モードにすることで、エアコンの外気導入効果を向上し、外気導入モードではないときに循環モードにすることで、車室の内圧低下によってエアコンの負荷が増加する、すなわち、内圧低下によって外気が車室内に入り込んでエアコンの負荷が増加することを防止している。また、冷却ファンが高レベルのときに、循環／排気モードにすることで、車室の内圧低下によってエアコンの負荷が増加することを防止するとともに、冷却ファンの送風量の低下を防止している。
このような冷却ファンを備えた車両用電池冷却システムでは、車室内の空気を用いて電池を冷却することができるが、冷却ファンを駆動した際に、駆動音が乗員に騒音として認識されて、快適さが損なわれるという問題がある。
冷却ファンによる騒音を低減する技術として、特許文献２には、車室内の騒音に応じて冷却ファンの回転速度を調節する技術が記載されている。この車両用電池冷却システムでは、例えば、車両速度が高くなって車室内に生じる走行ノイズが大きい場合に、冷却ファンの回転速度を高くし、車両速度が低くなって走行ノイズが小さくなる場合に、冷却ファンの回転速度を低くするように、冷却ファンの作動状態を制御している。
特開平１０−３０６７２２号公報 特開２００４−４８９８１号公報
特許文献２に記載の車両用電池冷却システムでは、車両の走行ノイズ等に冷却ファンの駆動騒音を紛れさせることにより、乗員の体感騒音を低減することができる。
しかしながら、車両の走行状態によっては、電池が高温になるまで冷却ファンが駆動されず、その間、電池が冷却されない状況が生じる。電池が高温になってしまうと、所望の温度に冷却させるまで、冷却ファンを長時間駆動することになり、その結果、冷却ファンによる騒音発生時間が長くなってしまうという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、冷却ファンの駆動頻度を低減しながら、電池の冷却性能を向上することができる車両用電池冷却システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、車両の駆動源となる電池が収容された電池室に、冷却ファンによって車室内の空気を供給して前記電池を冷却可能な車両用電池冷却システムにおいて、前記電池の温度を検知する電池温度センサと、前記車室内の温度を検知する車室温度センサと、前記車室、前記電池室及び車外を連通する排出経路と、前記車室と前記電池室との間で空気を循環可能な循環経路と、前記排出経路と前記循環経路との切り替えを行う切替手段と、前記車室内の気圧が車外よりも高くなる所定の与圧条件を満たした場合に、前記電池温度センサ及び前記車室温度センサの検知結果に基づき、前記切替手段を作動させて前記排出経路又は前記循環経路を選択する制御部と、を備え、該制御部は、前記電池の温度が、予め設定された低冷却範囲内であって、且つ前記車室内の温度よりも高い場合に前記排出経路を選択し、前記電池の温度が、前記低冷却範囲内であって、且つ前記車室内の温度よりも低い場合に前記排出経路を選択することを特徴とする。
この構成によれば、電池の温度が予め設定された低冷却範囲内、すなわち、比較的低い温度である状況において、車室内が車外と比べて気圧の高い与圧状態にある場合に、電池の温度と車室内の温度をと比較して、排出経路と循環経路との切り替えを行うことにより、冷却ファンを駆動することなく、車室内の空気を用いて電池の冷却を行うことができる。
すなわち、電池の温度が車室内温度よりも高い場合に、排出経路を選択することで、与圧状態にある車室内の空気を電池室を通して車外に排出することができ、これにより、冷却ファンを駆動することなく、電池よりも温度の低い車室内の空気によって電池を冷却することができる。また、電池の温度が車室内温度よりも低い場合には、循環経路を選択することで、車室内の温かい空気が電池室に流れることが抑制され、電池の温度上昇が抑えられる。これらにより、冷却ファンの駆動頻度を低減しながら、電池の冷却性能を向上することができる
また、本発明は、上記車両用電池冷却システムにおいて、前記所定の与圧条件は、前記車両の全ての窓及び全てのドアが閉状態であり、前記車室内を空調する空調装置のファンがＯＮ状態であり、且つ該空調装置が外気導入モードであるという条件であることを特徴とする。
この構成によれば、車室内の与圧状態を適切に判断して、排出経路を選択した際に、車室内の空気を車外に排出させることができる。
また、本発明は、上記車両用電池冷却システムにおいて、前記制御部は、前記所定の与圧条件を満たし、且つ前記電池の温度が前記低冷却範囲の上限値以上の場合に、前記循環経路を選択して前記冷却ファンを駆動することを特徴とする。
この構成によれば、電池の温度が低冷却範囲の上限値以上である高い温度となった場合に、循環経路を選択して冷却ファンを駆動することで、冷却ファンの負荷を低減することができる。すなわち、冷却ファンを駆動する際に、排出経路では、空調装置の空気路を通して車外から車室内に取り込んだ空気を電池室へ供給することになるが、循環経路では、車室内と電池室との間で空気を循環させるため、循環経路の方が小さい吸い込み力で同量の空気を電池室へ供給することができる。それ故、冷却ファンによって多量の空気を電池室に供給する際に、循環経路を選択することで、冷却ファンの回転数を低減して騒音を低減することができる。
また、本発明は、上記車両用電池冷却システムにおいて、前記低冷却範囲の上限値である高閾値温度は、前記電池温度センサの検出結果による電池温度の上昇速度と、前記制御部に記憶された高閾値温度と電池温度の上昇速度との関係を示すマップ情報と、に基づいて決定される可変値であることを特徴とする。
この構成によれば、電池の温度の上昇速度に応じて、適切な高温閾値温度を設定することができるので、電池を効率的に冷却して冷却ファンの駆動時間が長くなることを防止することができる。
また、本発明は、上記車両用電池冷却システムにおいて、前記制御部は、前記電池の温度が前記低冷却範囲内にある場合に、前記冷却ファンを停止又は予め設定された一定の回転数で駆動し、前記電池の温度が前記低冷却範囲の上限値以上の場合に、前記冷却ファンを前記一定の回転数よりも高い回転数で駆動することを特徴とする。
この構成によれば、電池の温度が低冷却範囲内であって比較的低い温度の場合には、冷却ファンによる騒音を低減しながら電池を冷却でき、電池の温度が高い場合には冷却ファンにより多量の空気を流して電池を十分に冷却することができる。
本発明に係る車両用冷却システムによれば、冷却ファンの駆動頻度を低減しながら、電池の冷却性能を向上することができる。
本発明の一実施形態である車両用冷却システムの概略説明図。 車両用冷却システムの制御機構の構成説明図。 車両用冷却システムの排出経路を説明する模式的な断面図。 車両用冷却システムの循環経路を説明する模式的な断面図 バッテリ温度と、バッテリの許容出力電力及び許容入力電力との関係を示すグラフ。 ＥＣＵによる制御手順を示すフローチャート。 ＥＣＵによる制御手順を示すフローチャート。 バッテリ温度と冷却ファンの回転数との関係を示すグラフ。
図１は本発明の一実施形態である車両用冷却システムの概略説明図であり、図２は車両用冷却システムの制御機構の説明図である。本発明の車両用冷却システム１０は、駆動源としてバッテリ（電池）２０を使用する車両１２、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車又はプラグインハイブリッド自動車等に適用される。なお、図１では、車両１２のドア１４及び窓１６を破線で示し、車室３０内を実線で示している。
図１に示すように、車両用冷却システム１０は、車両１２に搭載されたバッテリ２０と、バッテリ２０を冷却するための冷却ファン２２と、車室３０内の空調を行う空調装置２６とを備える。また、車両用冷却システム１０は、空調装置２６が設けられる空調ダクト４０と、車室３０とバッテリ２０が収容されたバッテリ室（電池室）２５とを連通する冷却ダクト４２と、バッテリ室２５と車外とを連通する排出経路を構成する排気ダクト４４と、車室３０からバッテリ室２５へ導入された空気が再び車室内へ戻るように循環させる循環経路を構成する循環ダクト４６とを備える。
空調ダクト４０には、車両１２の外部と連通する第１取込口４０ａと、車室３０内と連通する第２空気取込口４０ｂとが設けられている。空調装置２６は、空調ダクト４０内に設けられた切替ダンパ２８と、切替ダンパ２８よりも車室３０側に配置された送風手段であるブロアファン（空調装置のファン）２７とを備え、切替ダンパ２８は、空調ダクト４０の第１取込口４０ａ及び第２取込口４０ｂの開閉状態を切り替える。ブロアファン２７は、図示していないブロアモータによって駆動する。
ブロアファン２７が駆動している状態で、切替ダンパ２８が第１取込口４０ａを閉塞して第２取込口４０ｂを開放すると、第２取込口４０ｂから車両１２の内気が空調装置２６の空調部に導入され、空調装置２６の吹出し口から車室３０内へ吹き出される、内気循環モードとなる。一方、ブロアファン２７が駆動している状態で、切替ダンパ２８が第１取込口４０ａを開放して第２取込口４０ｂを閉塞すると、第１取込口４０ａから外気が空調ダクト４０内に取り込まれて空調部に導入され、空調装置２６の吹出し口から車室３０内へ吹き出される、外気導入モードとなる。
バッテリ室２５は、車室３０と車両後方の荷室３２との間であって、車室３０内に配設された後部座席１９の近傍に配置され、本実施形態では、後部座席１９の下方に配置されている。排気ダクト４４と循環ダクト４６との接続部には、排出経路と循環経路とを切り替えるための切替弁（切替手段）４８が設けられている。
また、車両用冷却システム１０は、図２に示すように、ドアセンサ５１と、窓センサ５２と、バッテリ温度センサ（電池温度センサ）５３と、車室温度センサ５４と、切替弁４８を作動させるアクチュエータ５５と、冷却ファン２２を駆動するファンモータ５６と、制御部であるＥＣＵ（電子制御ユニット）５８とを備える。
ドアセンサ５１は、車両１２に設けられた各ドア１４の開閉状態を検知する。なお、ドア１４は、車両１２のサイドドアだけではなく、車両１２後部のリアゲートやトランクゲート等のバックドアも含む。窓センサ５２は、車両１２に設けられた各窓１６の開閉状態を検知する。ドアセンサ５１及び窓センサ５２は、各ドア１４や窓１６の開閉を行うウインドウ制御装置等に設けることができる。
バッテリ温度センサ５３は、バッテリ２０の温度Ｔｂ（以下、バッテリ温度Ｔｂとも称する）を検知するものであり、バッテリ２０又はバッテリ室２５に設けられ、バッテリ２０の温度を直接的又は間接的に検知する。車室温度センサ５４は、車室３０内の温度Ｔｒ（以下、車室温度Ｔｒとも称する）を検知するものであり、車室３０、空調装置２６、冷却ダクト４２、又はバッテリ室２５の冷却ファン２２とバッテリ２２との間などに設けることができる。
ＥＣＵ５８は、例えばＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス等を有して構成されており、各センサ５１，５２，５３，５４、アクチュエータ５５、ファンモータ５６及び空調装置２６と通信可能に接続されている。
図３及び図４は、車両用冷却システム１０の排出経路及び循環経路を説明する断面図である。車室３０は、床面を形成するフロアパネル３４、側壁を形成する内装トリム３６、天面を形成するルーフトリム（図示略）等により仕切られており、この車室３０とバッテリ室２５とを繋ぐ冷却ダクト４２に、冷却ファン２２が配置されている。冷却ファン２２は、ＥＣＵ５８に接続されたファンモータ５６によって駆動され、車室３０内の空気をバッテリ室２５へ供給する。バッテリ２０は、複数の電池セル２１によって構成されている。
排気ダクト４４は、バッテリ室２５と、車体後部側面を形成するアウタパネル３８に形成された開口部６３とを連通するダクトである。開口部６３にはエアベントグリル６０が設けられており、車内側の空気圧が高くなるとエアベントグリル６０が開いて車外へ空気を排出する。循環ダクト４６は、バッテリ室２５から荷室３２へ延びるダクトである。
本実施の形態では、バッテリ室２５と荷室３２とを連通する第１のダクト６１と、第１のダクト６１と開口部６３との間に配置された第２のダクト６２とを備える。第２のダクト６２は、一端側に、切替弁４８を介して第１のダクト６１と連通される第１開口６２ａと、荷室３２と連通する第２開口６２ｂとを有し、他端が開口部６３に接続されている。第２開口６２ｂには逆止弁６４が設けられており、この逆止弁６４は、第２開口６２ｂから第２のダクト６２内に空気が流入することを許容し、その逆方向の流れを阻止する。
切替弁４８は、アクチュエータ５５により、図３に示す、第１のダクト６１の下流端（すなわち、荷室３２側の端部開口）と、第２のダクト６２の第１開口６２ａとを連結する排気位置（以下、排気モードとも称する）と、図４に示す、第１のダクト６１の下流端を開放して第２のダクト６２と非連結にする循環位置（以下、循環モードとも称する）とに切り替えられる。本実施形態では、切替弁４８を介して連結される第１及び第２のダクト６１，６２が排気ダクト４４を構成し、第２のダクト６２と非連結となった第１のダクト６１が循環ダクト４６を構成している。
冷却ダクト４２及び排気ダクト４４は、車室３０、バッテリ室２５及び車外を連通する排出経路を構成している。また、冷却ダクト４２から及び循環ダクト４６は、循環経路を構成しており、具体的には、車室３０から冷却ダクト４２、バッテリ室２５及び循環ダクト４６を通って荷室３２に排出された空気は、荷室３２と車室３０との間の隙間から再び車室３０内に戻され、これにより空気の循環が行われる。なお、荷室３２内の気圧が車外よりも高くなった場合、図４に示すように、第２開口６２ｂが開放され、荷室３２内の空気が第２のダクト６２を通って車外に排出される。
この車両用電池冷却システム１０において、ＥＣＵ５０は、各センサ５１，５２，５３，５４からの検知信号や空調装置２６の運転状態を示す信号に基づいて、アクチュエータ５５やファンモータ５６の作動を制御する。
ＥＣＵ５８には、切替弁４８による排出モードと循環モードとの切り替えを行うためのバッテリ２０の温度閾値が設定されている。本実施形態では、ＥＣＵ５８の記憶部に、予め設定されたバッテリ２０の低冷却範囲の下限値温度及び上限値温度である低閾値温度ＴＨＬＯ及び高閾値温度ＴＨＨＩが設定されているとともに、冷却ファン２２の駆動・停止の基準となる閾値温度であるファン駆動閾値温度ＴＨＦが設定されている。ここで低冷却範囲とは、バッテリ２０の温度が比較的低く、冷却ファン２２による冷却が不要又は冷却ファン２２による送風量が少なくてよい範囲（冷却ファン２２の回転数が予め設定された高回転数よりも低い範囲）である。
本実施の形態において低閾値温度ＴＨＬＯ及び高閾値温度ＴＨＨＩは、図５に示すように、バッテリ２０の温度Ｔｂによる、バッテリ２０の許可出力電力及び許可入力電力の関係に基づいて決定されている。図５の縦軸において、零点よりも上方は、バッテリ２０の出力電力の許容量を表している。また、零点よりも下方は、バッテリ２０の入力電力の許容量を表しており、下方に行くに従って許容量が大きくなる。低閾値温度ＴＨＬＯは、バッテリ２０の許可出力電力及び許可入力電力の両方がほぼ一定になる温度範囲（図５の温度ＴＨＬＯから温度ＴＨＨＩＭＡＸの範囲）の下限値である温度ＴＨＬＯに設定されている。また、高閾値温度ＴＨＨＩは、許可出力電力及び許可入力電力の両方がほぼ一定になる温度範囲の上限値（図５の温度ＴＨＨＩＭＡＸ）と同じ又はそれより低い温度に設定される。ＥＣＵ５８に設定された各閾値温度の大小関係は、低閾値温度ＴＨＬＯ＜ファン駆動閾値温度ＴＨＦ≦高閾値温度ＴＨＨＩとなっている。
次に、図６のフローチャートを参照して、ＥＣＵ５８によって排出経路又は循環経路を選択する際の制御手順を説明する。
ＥＣＵ５８は、車両１２が駆動源によって走行が可能なレディー（Ready）ＯＮ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。レディーＯＮ状態か、レディーＯＦＦ状態かは、例えば、ＥＣＵ５８と通信可能に接続されたイグニッションスイッチ等のパワースイッチの状態から検知する。レディーＯＦＦ状態の場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、循環経路が選択される（ステップＳ１２）。
レディーＯＮ状態の場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は窓センサ５２からの検知信号に基づき、車両１２の全ての窓１６が閉状態であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。全ての窓１６が閉状態ではない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、循環経路を選択して（ステップＳ１２）、制御処理をリターンする。
全ての窓１６が閉状態である場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８はドアセンサ５１からの検知信号に基づき、車両１２の全てのドア１４が閉状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。全てのドア１４が閉状態ではない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、循環経路を選択して（ステップＳ１２）、制御処理をリターンする。
全てのドア１４が閉状態である場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は空調装置２６からの信号に基づき、空調装置２６のブロアファン２７がＯＮ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ブロアファン２７がＯＦＦ状態の場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、循環経路を選択して（ステップＳ１２）、制御処理をリターンする。
ブロアファン２７がＯＮ状態である場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は空調装置２６からの信号に基づき、空調装置２６が外気導入モードであるか否かを判定する（ステップＳ１６）。外気導入モードではない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、循環経路を選択して（ステップＳ１２）、制御処理をリターンする。
ここで、ステップ１３、ステップ１４、ステップ１５及びステップ１６は、車室３０内の気圧車外よりも高くなる与圧状態であることを判定するための条件（所定の与圧条件）であり、ＥＣＵ５８は、これらの条件を全て満たすことにより、車室３０内が与圧状態であると判定する。
ステップ１６において、外気導入モードであると判定した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は、バッテリ温度センサ５３の検知結果に基づき、バッテリ温度Ｔｂが低閾値温度ＴＨＬＯよりも高い温度であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
バッテリ温度Ｔｂが低閾値温度ＴＨＬＯよりも高い場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は、さらに車室温度センサ５４からの検知結果に基づき、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも高い温度であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも高い場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は、アクチュエータ５５を駆動し、切替弁４８を作動させて排出経路を選択する（ステップＳ１９）。
一方、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒ以下である場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ＥＣＵ５８は、循環経路を選択して（ステップＳ１２）、制御処理をリターンする。
また、ステップＳ１７において、バッテリ温度Ｔｂが低閾値温度ＴＨＬＯ以下である場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、ＥＣＵ５８は、さらに車室温度センサ５４からの検知結果に基づき、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。
バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒ以下である場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５８は、アクチュエータ５５を駆動し、切替弁４８を作動させて排出経路を選択する（ステップＳ１９）。
一方、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも高い場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５８は、循環経路を選択して（ステップＳ１２）、制御処理をリターンする。
ＥＣＵ５８は、ステップ１９において排出経路を選択した後、さらに図７のフローチャートに示す制御手順を行う。すなわち、排出経路が選択された場合、冷却ファン２２の駆動が要求されているか否かを判定する（ステップＳ２１）。冷却ファン２２の駆動・停止は、ＥＣＵ５８の記憶部に予め設定された、バッテリ温度Ｔｂと冷却ファン２２の回転数との関係を示すマップ情報に基づいて行われる。
図８は、バッテリ温度Ｔｂと冷却ファン２２の回転数との関係を示すマップ情報の例を示すグラフである。本実施形態では、バッテリ温度Ｔｂが、ファン駆動閾値温度ＴＨＦ≦バッテリ温度Ｔｂ＜高閾値温度ＴＨＨＩの範囲にある場合に、ＥＣＵ５８がファンモータ５６を作動させて冷却ファン２２を予め設定された一定の回転数（一定の低い回転数）Ｒ１で回転駆動させる。また、バッテリ温度Ｔｂが上昇して高閾値温度ＴＨＨＩになると、回転数Ｒ１よりも高い回転数Ｒ２で回転駆動させ、その後、バッテリ温度Ｔｂの上昇に伴って、冷却ファン２２の回転数が最大回転数ＲＭＡＸになるまで回転数が高くなるように設定されている。なお、図８において二点鎖線で示すように、冷却ファン２２の回転数は、零から次第に回転数が高くなるように設定されていてもよい。
本実施形態では、バッテリ温度Ｔｂがファン駆動閾値温度ＴＨＦ以上の場合に、冷却ファン２２の駆動が要求されている（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）と判定する。なお、冷却ファン２２は、バッテリ温度Ｔｂが高閾値温度ＴＨＨＩ以上の場合に駆動され、それよりも低い場合に停止するように設定されていてもよい。かかる場合には、バッテリ温度Ｔｂが高閾値温度ＴＨＨＩＦ以上の場合に、冷却ファン２２の駆動が要求されていると判定する。
ステップＳ２１でＹｅｓと判定した場合、ＥＣＵ５８は、さらに、バッテリ温度Ｔｂが高閾値温度ＴＨＨＩ以上であるか否かを判定し（ステップＳ２２）、高閾値温度ＴＨＨＩ以上の場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）には、アクチュエータ５５を駆動し、切替弁４８を作動させて循環経路を選択し（ステップＳ２３）、制御処理をリターンする。
冷却ファン２２の駆動が要求されていない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）や、バッテリ温度Ｔｂが高閾値温度ＴＨＨＩよりも低い場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）は、排出経路の選択状態を維持して、制御処理をリターンする。
上述した車両用電池冷却システム１０では、バッテリ温度Ｔｂが低閾値温度ＴＨＬＯ＜バッテリ温度Ｔｂ＜高閾値温度ＴＨＨＩの範囲内、すなわち、比較的低い温度である状況において、車室３０内が車外と比べて気圧の高い与圧状態にある場合に、電池の温度と車室内の温度をと比較して、排出経路又は循環経路を選択することにより、冷却ファン２２の駆動を低減しながらバッテリ２０の冷却性能を高めることができる。
具体的には、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも高い場合に、排出経路を選択することで、与圧状態にある車室３０内の空気をバッテリ室２５を通して車外に排出することができ、これにより、冷却ファン２２を駆動することなく、低温の車室３０内の空気によってバッテリ２０を冷却することができる。また、排出経路を選択する前に、ＥＣＵ５８により、車室３０が所定の与圧条件を満たすこと判定しているので、車室３０内の空気を適切にバッテリ室２５に流すことができる。また、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも低い場合には、循環経路を選択することで、車室３０内の温かい空気がバッテリ室２５に流れることが抑制され、バッテリ２０の温度上昇が抑えられる。
さらに、バッテリ温度Ｔｂが高閾値温度ＴＨＨ以上となる高い温度となった場合に、循環経路を選択して冷却ファン２２を駆動することで、冷却ファン２２の負荷を低減することができる。具体的には、冷却ファン２２を駆動する際に、排出経路が選択されている状態では、空調ダクト４０を通して車外から車室３０内に取り込んだ空気をバッテリ室２５へ供給することになる一方、循環経路では、車室３０内とバッテリ室２５との間で空気を循環させるため、循環経路の方が小さい吸い込み力で同量の空気をバッテリ室２５へ供給することができる。バッテリ温度Ｔｂが高閾値温度ＴＨＨ以上となるバッテリ高温領域では、特に、冷却ファン２２による騒音よりもバッテリ２０の冷却が優先されるが、このバッテリ高温領域において、循環経路を選択することで、冷却ファン２２の回転数を低減しながら、多量の空気をバッテリ室２５へ供給することができ、冷却ファン２２による騒音を低減と、バッテリ２０の冷却性の向上との両立を図ることができる。
また、バッテリ温度Ｔｂが低閾値温度ＴＨＬＯ以下となるバッテリ低温領域では、バッテリ２０を温めることにより、バッテリ２０の性能を向上できる。本実施形態では、バッテリ低温領域であって車室３０内が与圧状態にある状況において、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも低い場合に排出経路を選択することで、車室３０内の温かい空気をバッテリ室２５へ流してバッテリ２０を温めて、バッテリ性能を向上させることができる。また、バッテリ温度Ｔｂが車室温度Ｔｒよりも高い場合には循環経路を選択することで、バッテリ２０が車室３０内の空気により冷却されることを防止することができる。
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、バッテリ２０の低冷却範囲の上限値である高閾値温度ＴＨＨＩは、バッテリ温度センサ５３の検出結果によるバッテリ温度Ｔｂの上昇速度と、ＥＣＵ５８に記憶された高閾値温度ＴＨＨＩとバッテリ温度Ｔｂの上昇速度との関係を示すマップ情報と、に基づいて決定される可変値であってもよい。このマップ情報は、適宜設定することができるが、一例として、基準となるバッテリ温度Ｔｂの上昇速度（基準上昇速度）と、基準となる高閾値温度（基準高閾値温度）を設定し、バッテリ温度センサ５３によるバッテリ温度Ｔｂの上昇速度が基準上昇速度よりも速い場合に、高閾値温度ＴＨＨＩが基準高閾値温度よりも低い値になり、バッテリ温度Ｔｂの上昇速度が基準上昇速度よりも遅い場合に、高閾値温度ＴＨＨＩが基準高閾値温度よりも高い値となるように設定することができる。このように、バッテリ温度Ｔｂの上昇速度に応じて、適切な高温閾値温度ＴＨＨＩを設定することで、バッテリ２０をより効率的に冷却して冷却ファン２２の駆動時間が長くなることを防止することができる。
１０ 車両用電池冷却システム
１２ 車両
１４ ドア
１６ 窓
２０ バッテリ
２２ 冷却ファン
２５ バッテリ室
２６ 空調装置
２７ ブロアファン
３０ 車室
４４ 排気ダクト
４６ 循環ダクト
４８ 切替弁
５８ ＥＣＵ

Claims (5)

  1. 車両の駆動源となる電池が収容された電池室に、冷却ファンによって車室内の空気を供給して前記電池を冷却可能な車両用電池冷却システムにおいて、
    前記電池の温度を検知する電池温度センサと、
    前記車室内の温度を検知する車室温度センサと、
    前記車室、前記電池室及び車外を連通する排出経路と、
    前記車室と前記電池室との間で空気を循環可能な循環経路と、
    前記排出経路と前記循環経路との切り替えを行う切替手段と、
    前記車室内の気圧が車外よりも高くなる所定の与圧条件を満たした場合に、前記電池温度センサ及び前記車室温度センサの検知結果に基づき、前記切替手段を作動させて前記排出経路又は前記循環経路を選択する制御部と、を備え、
    該制御部は、
    前記電池の温度が、予め設定された低冷却範囲内であって、且つ前記車室内の温度よりも高い場合に前記排出経路を選択し、
    前記電池の温度が、前記低冷却範囲内であって、且つ前記車室内の温度よりも低い場合に前記排出経路を選択することを特徴とする車両用電池冷却システム。
  2. 前記所定の与圧条件は、前記車両の全ての窓及び全てのドアが閉状態であり、前記車室内を空調する空調装置のファンがＯＮ状態であり、且つ該空調装置が外気導入モードであるという条件であることを特徴とする請求項１に記載の車両用電池冷却システム。
  3. 前記制御部は、前記所定の与圧条件を満たし、且つ前記電池の温度が前記低冷却範囲の上限値以上の場合に、前記循環経路を選択して前記冷却ファンを駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用電池冷却システム。
  4. 前記低冷却範囲の上限値である高閾値温度は、前記電池温度センサの検出結果による電池温度の上昇速度と、前記制御部に記憶された高閾値温度と電池温度の上昇速度との関係を示すマップ情報と、に基づいて決定される可変値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電池冷却システム。
  5. 前記制御部は、前記電池の温度が前記低冷却範囲内にある場合に、前記冷却ファンを停止又は予め設定された一定の回転数で駆動し、前記電池の温度が前記低冷却範囲の上限値以上の場合に、前記冷却ファンを前記一定の回転数よりも高い回転数で駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用電池冷却システム。
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