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WO2020213535A1 - 車両用サーモサイフォン式冷却装置 - Google Patents

車両用サーモサイフォン式冷却装置 Download PDF

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Publication number
WO2020213535A1
WO2020213535A1 PCT/JP2020/016164 JP2020016164W WO2020213535A1 WO 2020213535 A1 WO2020213535 A1 WO 2020213535A1 JP 2020016164 W JP2020016164 W JP 2020016164W WO 2020213535 A1 WO2020213535 A1 WO 2020213535A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
liquid
vehicle
amount
storage unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/016164
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
功嗣 三浦
康光 大見
義則 毅
竹内 雅之
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2020213535A1 publication Critical patent/WO2020213535A1/ja

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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • H01M10/656Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6569Fluids undergoing a liquid-gas phase change or transition, e.g. evaporation or condensation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • thermosiphon type cooling device for cooling an in-vehicle device.
  • Patent Document 1 describes a thermosiphon type cooling device that naturally circulates a refrigerant.
  • This conventional technique includes a heat exchange unit that condenses the gas refrigerant into a liquid refrigerant, and an evaporator that evaporates the liquid refrigerant into a gas refrigerant.
  • the liquid refrigerant in the heat exchange section flows down to the evaporator, and the gas refrigerant in the evaporator rises to the heat exchange section.
  • the liquid refrigerant absorbs heat in the evaporator to exert a cooling effect.
  • thermosiphon type cooling device such as the above-mentioned conventional technology is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle and applied to cool a traveling battery, it may occur that the cooling performance cannot be sufficiently exhibited due to the inclination of the vehicle.
  • the liquid refrigerant when the vehicle is tilted, the liquid refrigerant is biased in the evaporator and there is a part where the liquid refrigerant does not exist, so that there is a part where the liquid refrigerant cannot absorb heat. Therefore, there are some parts where the traveling battery cannot be cooled.
  • thermosiphon type cooling device for vehicles that can secure cooling performance as much as possible during charging.
  • another object of the present disclosure is to suppress deterioration of cooling performance due to blowing up of the liquid refrigerant in the evaporator.
  • thermosiphon type cooling device for vehicles includes an evaporation unit, a condenser, a storage unit, and a storage amount adjusting unit.
  • the evaporation part absorbs heat from the secondary battery and evaporates the refrigerant.
  • the condenser condenses the refrigerant vaporized by the evaporator.
  • the storage unit stores the refrigerant circulating between the evaporation unit and the condenser in a liquid phase state.
  • the storage amount adjusting unit sets the storage amount of the refrigerant in the storage unit to a predetermined amount or more.
  • the cooling performance can be ensured as much as possible during charging.
  • thermosiphon type cooling device for vehicles includes an evaporation unit, a condenser, a storage unit, and a storage amount adjusting unit.
  • the evaporation part absorbs heat from the secondary battery and evaporates the refrigerant.
  • the condenser condenses the refrigerant evaporated in the evaporation section.
  • the storage unit stores the refrigerant circulating between the evaporation unit and the condenser in a liquid phase state.
  • the storage amount adjusting unit adjusts the storage amount of the refrigerant in the storage unit according to the calorific value of the secondary battery.
  • the amount of the liquid refrigerant in the evaporation part can be reduced to suppress the blow-up of the liquid refrigerant in the evaporation part. Therefore, it is possible to prevent the cooling performance from being lowered due to the blowing up of the liquid refrigerant in the evaporator.
  • thermosiphon type cooling system for vehicles in 1st Embodiment It is an overall block diagram of the thermosiphon type cooling system for vehicles in 1st Embodiment. It is a graph which shows the correlation between a battery temperature and a battery input / output. It is a schematic diagram which shows the state which the thermosiphon type cooling device for a vehicle in 1st Embodiment has a large amount of liquid storage
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the amount of liquid stored in the liquid storage unit is small in the thermosiphon type cooling device for vehicles according to the first embodiment.
  • thermosiphon type cooling device for a vehicle executes in 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the operating state in the tilted state of the thermosiphon type cooling device for a vehicle in 1st Embodiment. It is a flowchart which shows the control process which the control device of the thermosiphon type cooling device for a vehicle executes in 2nd Embodiment. It is a flowchart which shows the control process which the control device of the thermosiphon type cooling device for a vehicle executes in 3rd Embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the amount of liquid stored in the liquid storage unit is large in the thermosiphon type cooling device for vehicles according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the amount of liquid stored in the liquid storage unit is small in the thermosiphon type cooling device for vehicles according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which a thermosiphon type cooling device for a vehicle according to a fifth embodiment has a large amount of liquid stored in a liquid storage unit.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the amount of liquid stored in the liquid storage unit is small in the thermosiphon type cooling device for vehicles according to the fifth embodiment.
  • thermosiphon type cooling system for vehicles in 6th Embodiment. It is a schematic diagram which shows the liquid storage part and the condenser of the thermosiphon type cooling system for vehicles in 6th Embodiment. It is a schematic diagram which shows the operating state in the inclined state of the thermosiphon type cooling device for a vehicle in 6th Embodiment. It is an overall block diagram of the thermosiphon type cooling system for vehicles in 7th Embodiment. It is an overall block diagram of the thermosiphon type cooling system for vehicles in 8th Embodiment.
  • FIG. 5 is an overall configuration diagram of a thermosiphon type cooling device for a vehicle according to a ninth embodiment.
  • thermosiphon type cooling device for a vehicle according to the tenth embodiment. It is a schematic diagram which shows the operating state of the thermosiphon type cooling system for vehicles in tenth embodiment. It is a schematic diagram which shows the thermosiphon type cooling system for vehicles in 1st Example of 11th Embodiment. It is a schematic diagram which shows the thermosiphon type cooling system for vehicle in 2nd Example of 11th Embodiment. It is a schematic diagram which shows the thermosiphon type cooling system for vehicles in 3rd Example of 11th Embodiment. It is a schematic diagram which shows the thermosiphon type cooling system for vehicle in 4th Example of 11th Embodiment.
  • the vehicle thermosiphon type cooling device 10 of the present embodiment is a vehicle battery cooling device that cools a battery mounted on a vehicle.
  • the arrows of up, down, front, back, left, and right indicate the up, down, front, back, left, and right directions of the vehicle.
  • the assembled battery 11 is a secondary battery that stores electrical energy.
  • the assembled battery 11 supplies electricity to the traveling motor via an inverter or the like.
  • the assembled battery 11 is a storage battery that stores regenerative power.
  • the assembled battery 11 self-heats when it is charged or discharged, such as during running.
  • the assembled battery 11 is a cooling object of the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle.
  • the charging method of the assembled battery 11 is a plug-in type.
  • the plug-in type is a method in which the charging connector of the charger is inserted into the charging connector insertion port provided in the vehicle to charge the vehicle.
  • two ports, a normal charging port and a quick charging port are provided as charging connector outlets.
  • the normal charging port is a charging port into which a charging connector for normal charging is inserted.
  • the quick charging port is a charging port into which a charging connector for quick charging is inserted.
  • Fast charging is charging that takes place faster with more power than normal charging.
  • the charging method of the assembled battery 11 may be a non-contact charging type or an electric wire contact type.
  • the non-contact charging type includes, for example, an electromagnetic induction method and a magnetic field resonance method.
  • the assembled battery 11 has a plurality of battery cells 111. As shown in FIG. 2, when the battery cell 111 becomes hot, it deteriorates or is damaged. Therefore, it is necessary to suppress the output and input allowed for the battery to suppress the amount of heat generated. Therefore, it is necessary to cool the battery cell 111 to maintain the temperature below a certain level.
  • the amount of discharge of the battery cell 111 increases and the amount of heat generated increases, so it is necessary to cool the battery cell 111 with a high cooling capacity.
  • the amount of discharge of the battery cell 111 increases and the amount of heat generated increases even while the battery cell 111 is being charged, it is necessary to cool the battery cell 111 with a high cooling capacity.
  • the amount of heat generated by the battery cell 111 during rapid charging is significantly larger than in other cases.
  • the temperature of the battery cell 111 rises not only during driving and charging, but also during parking in the summer. If the battery cell 111 is left in a high temperature state, its life is significantly shortened. Therefore, it is necessary to maintain the battery temperature at a low temperature by cooling the battery cell 111 even while it is left in the parking lot.
  • the vehicle thermosiphon type cooling device 10 includes a refrigerant circuit 12.
  • the refrigerant circuit 12 has a plurality of evaporators 13, a condenser 14, a gas pipe 15, and a liquid pipe 16.
  • the refrigerant circuit 12 is filled with a refrigerant.
  • the refrigerant circuit 12 is a heat medium circuit in which a refrigerant as a working fluid circulates.
  • the refrigerant is a chlorofluorocarbon-based refrigerant such as HFO-1234yf or HFC-134a.
  • the refrigerant is sealed in the refrigerant circuit 12 at a predetermined pressure. At room temperature, the refrigerant is mostly in a liquid state and partly in a gas state in the refrigerant circuit 12.
  • the refrigerant circuit 12 is a heat pipe that transfers heat by evaporating and condensing the refrigerant.
  • the refrigerant circuit 12 is a loop-type thermosiphon in which a flow path through which a gaseous refrigerant flows and a flow path through which a liquid refrigerant flows are separated.
  • the plurality of evaporators 13 are evaporation units that absorb heat from the assembled battery 11 to evaporate the refrigerant.
  • the evaporator 13 is a heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant.
  • the evaporator 13 cools a plurality of battery cells 111 by evaporating the refrigerant.
  • the evaporator 13 is heat conductive with the battery cell 111.
  • the evaporator 13 cools the battery cell 111 and evaporates the refrigerant by causing the refrigerant to absorb the heat of the battery cell 111.
  • the evaporator 13 has a thin rectangular outer shape extending in the vertical direction of the vehicle.
  • the evaporator 13 has a heat exchange section 131, a liquid passage section 132, and a gas passage section 133.
  • the heat exchange unit 131, the liquid passage unit 132, and the gas passage unit 133 are arranged in the order of the gas passage unit 133, the heat exchange unit 131, and the liquid passage unit 132 from the upper side to the lower side.
  • the outer surface of the heat exchange unit 131 is flat.
  • the battery cell 111 has a rectangular parallelepiped outer shape. One surface of the battery cell 111 is in contact with the outer surface of the heat exchange unit 131 so as to be heat conductive via the electrically insulated heat conductive sheet 17. Each battery cell 111 is arranged so that its terminal 112 faces the side opposite to the heat exchange unit 131.
  • the electrically insulated heat conductive sheet 17 is a thin film-like member having both electrical insulation and thermal conductivity.
  • a plate-shaped heat conductive member may be interposed between the heat exchange unit 131 and the battery cell 111.
  • the heat exchange unit 131 makes the liquid refrigerant flowing through the internal refrigerant flow path absorb the heat of the battery cell 111 to boil and evaporate the liquid refrigerant.
  • a large number of refrigerant flow paths (not shown) are formed inside the heat exchange unit 131.
  • a large number of refrigerant flow paths of the heat exchange unit 131 extend in parallel with each other in the vertical direction.
  • a liquid pipe 16 is connected to the liquid passage portion 132.
  • the liquid passage portion 132 distributes the liquid refrigerant flowing through the liquid pipe 16 to a large number of refrigerant passages of the heat exchange portion 131.
  • a gas pipe 15 is connected to the gas passage portion 133.
  • the gas passage portion 133 collects the gas refrigerant that has boiled and evaporated in a large number of refrigerant passages of the heat exchange portion 131 and causes the gas refrigerant to flow out to the gas pipe 15.
  • the condenser 14 is a heat exchanger that cools and condenses the refrigerant vaporized by the evaporator 13 by exchanging heat with the cooling water of the cooling water circuit 20.
  • the condenser 14 is arranged in the engine room of the vehicle.
  • the condenser 14 is arranged above the vehicle above the evaporator 13.
  • Cooling water is a fluid as a heat medium.
  • the cooling water is, for example, a liquid containing at least ethylene glycol or dimethylpolysiloxane, an antifreeze liquid, a coolant, or the like.
  • the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 are refrigerant pipes that connect the evaporator 13 and the condenser 14.
  • the gas pipe 15 is a refrigerant pipe through which the gas refrigerant vaporized by the evaporator 13 flows.
  • the gas pipe 15 forms a gas refrigerant flow path that guides the gas refrigerant to the condenser 14.
  • the liquid pipe 16 is a refrigerant pipe through which the liquid refrigerant condensed by the condenser 14 flows.
  • the liquid pipe 16 forms a liquid refrigerant flow path that guides the liquid refrigerant to the evaporator 13.
  • the vehicle thermosiphon type cooling device 10 is mounted on the vehicle so that the condenser 14 is located on the front side of the vehicle and the evaporator 13 is located on the rear side of the vehicle.
  • the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 extend in the front-rear direction of the vehicle.
  • the plurality of evaporators 13 are arranged side by side in the front-rear direction of the vehicle.
  • the plurality of evaporators 13 are arranged at the same height as each other with respect to the vehicle.
  • the plurality of evaporators 13 are arranged so as to branch off from a set of gas pipes 15 and liquid pipes 16 extending in the front-rear direction of the vehicle.
  • three evaporators 13 are arranged.
  • the three evaporators 13 are arranged on the left side of the vehicle with respect to the gas pipe 15 and the liquid pipe 16.
  • the positions of the plurality of evaporators 13 are fixed relative to each other.
  • the number of evaporators 13 is not limited to three, and may be one or two, or may be more than three.
  • the vehicle thermosiphon type cooling device 10 includes a liquid storage unit 40, a heater 41, a liquid communication pipe 42, a gas communication pipe 43, a liquid storage valve 44, and a check valve 45.
  • the liquid storage unit 40 is a storage unit that stores the refrigerant of the thermosiphon type cooling device 10 for vehicles in a liquid phase state.
  • the liquid storage unit 40 is arranged at substantially the same height as the evaporator 13 with respect to the vehicle.
  • the liquid storage unit 40 has a refrigerant inlet 401 and a refrigerant outlet 402.
  • the refrigerant inlet 401 and the refrigerant outlet 402 are refrigerant distribution ports through which the refrigerant flows.
  • the heater 41 heats and evaporates the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40.
  • the heater 41 is an electric heater that generates heat when electric power is supplied.
  • the liquid communication pipe 42 connects the refrigerant inlet 401 of the liquid storage unit 40 and the liquid pipe 16.
  • the liquid communication pipe 42 forms a refrigerant flow path that allows the liquid refrigerant of the refrigerant circuit 12 to flow into the liquid storage unit 40.
  • the gas communication pipe 43 connects the refrigerant inlet 401 of the liquid storage unit 40 and the gas pipe 15.
  • the gas communication pipe 43 forms a refrigerant flow path for allowing the gas refrigerant of the liquid storage unit 40 to flow into the refrigerant circuit 12.
  • the liquid storage valve 44 is a solenoid valve that opens and closes the liquid communication pipe 42.
  • the check valve 45 allows the flow of the refrigerant from the liquid storage unit 40 side to the gas pipe 15 side in the gas communication pipe 43, and prohibits the flow of the refrigerant from the gas pipe 15 side to the liquid storage unit 40 side.
  • the liquid storage unit 40 is arranged in the vicinity of the evaporator 13 farthest from the condenser 14 among the plurality of evaporators 13.
  • the cooling water circuit 20 has a cooling water pump 21 and a radiator 22.
  • the cooling water pump 21 is a pump that sucks in and discharges the cooling water of the cooling water circuit 20.
  • the radiator 22 is a heat exchanger that cools the cooling water by exchanging heat between the cooling water circulating in the cooling water circuit 20 and the outside air.
  • the outside air blower 23 is a blower that blows outside air to the radiator 22.
  • the operation of the heater 41, the liquid storage valve 44, the cooling water pump 21, and the outside air blower 23 is controlled by the control device 30.
  • the control device 30 is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like, and peripheral circuits thereof.
  • the control device 30 is a control unit that performs various calculations and processes based on the control program stored in the ROM and controls the operation of the cooling water pump 21 and the outside air blower 23 connected to the output side thereof.
  • the control device 30, the heater 41, and the liquid storage valve 44 are storage amount adjusting units that adjust the storage amount of the refrigerant in the liquid storage unit 40.
  • a sensor group such as a battery cell temperature sensor 31, a liquid level sensor 32, and a gyro sensor 33 is connected to the input side of the control device 30.
  • a detection signal of the sensor group is input to the control device 30.
  • the battery cell temperature sensor 31 is a temperature detection unit that detects the temperature of at least two or more battery cells 111 among the plurality of battery cells 111.
  • the liquid level sensor 32 detects the height of the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40.
  • the gyro sensor 33 detects the tilt angle of the vehicle (in other words, the tilt angle of the thermosiphon type cooling device 10 for the vehicle), and the gyro sensor 33 is a tilt amount detection unit that detects the tilt amount of the vehicle.
  • FIG. 3 shows a state in which the vehicle is in a horizontal state, in other words, the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle is in a horizontal state, and the liquid storage valve 44 is open.
  • a portion of the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle in which a liquid refrigerant exists is illustrated by point hatching.
  • the amount of the liquid refrigerant filled in the vehicle thermosiphon type cooling device 10 is set so that the liquid level of the liquid refrigerant is located at a height substantially intermediate between the evaporator 13 and the liquid storage unit 40 in the state of FIG. There is.
  • FIG. 4 shows a state in which the vehicle is in a horizontal state, in other words, the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle is in a horizontal state, and the liquid storage valve 44 is closed and the heater 41 is operated.
  • a portion of the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle in which a liquid refrigerant exists is illustrated by point hatching.
  • the heater 41 operates to heat and evaporate the refrigerant in the liquid storage unit 40, so that the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 is lowered as compared with the state of FIG. , The liquid level of the liquid refrigerant in the evaporator 13 rises.
  • the refrigerant circuit 12 of the thermosiphon type cooling device 10 for vehicles may be used.
  • the refrigerant circulates due to the thermosiphon phenomenon (in other words, the phase change of the refrigerant).
  • the liquid refrigerant absorbs heat from the assembled battery 11 and evaporates to become a gas refrigerant.
  • the gas refrigerant evaporated in the evaporator 13 flows into the gas pipe 15, rises in the gas pipe 15, and flows into the condenser 14.
  • the gas refrigerant flowing from the gas pipe 15 dissipates heat to the cooling water of the cooling water circuit 20 and condenses to become a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant condensed in the condenser 14 flows down the liquid pipe 16 due to gravity and flows into the evaporator 13.
  • the assembled battery 11 can be cooled by the evaporator 13. Since the refrigerant can be circulated in the refrigerant circuit 12 without using the power as much as possible, the power can be saved and the assembled battery 11 can be cooled even when the battery is left parked.
  • step S100 the control device 30 executes the control process shown in the flowchart of FIG. In step S100, it is highly likely that the quick charging of the assembled battery 11 is started (in other words, it is presumed that the assembled battery 11 is quickly charged), or whether the assembled battery 11 is being fast charged. To judge.
  • control device 30 determines that there is a high possibility that the quick charging of the assembled battery 11 will be started.
  • control device 30 determines that the assembled battery 11 is being rapidly charged.
  • step S110 the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is set to a predetermined amount. Increase above Vp.
  • the predetermined amount Vp is stored in advance in the control device 30.
  • step S110 when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is less than the predetermined amount Vp, the liquid storage valve 44 is opened. Then, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 exceeds the upper limit amount Vmax, the liquid storage valve 44 is closed.
  • Whether or not the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is less than the predetermined amount Vp and whether or not the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is equal to or more than the upper limit amount Vmax are determined based on the detection signal of the liquid level sensor 32. To do.
  • the calorific value of the assembled battery 11 is remarkably increased by the rapid charging, and the evaporation of the liquid refrigerant becomes remarkably intense. However, it is possible to suppress the blow-up of the liquid refrigerant.
  • step S100 If it is determined in step S100 that the rapid charging is not likely to be started and the rapid charging is not in progress, it is determined that the rapid charging is completed, the process proceeds to step S120, and the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is determined. Reduce to less than the quantitative Vp. Specifically, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is a predetermined amount Vp or more, the heater 41 is operated. Then, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 becomes less than the lower limit amount Vmin, the heater 41 is stopped.
  • Whether or not the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is equal to or more than a predetermined amount Vp and whether or not the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is less than the lower limit amount Vmin are determined based on the detection signal of the liquid level sensor 32. To do.
  • the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 is heated and evaporated to become a gas refrigerant.
  • the gas refrigerant in the liquid storage unit 40 flows into the gas pipe 15 through the gas communication pipe 43 and circulates in the refrigerant circuit 12, so that the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 drops as shown in FIG. To do.
  • the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases.
  • the inclination angle ⁇ shown in FIG. 6 is an inclination angle in the front-rear direction of the vehicle.
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 determine the amount of refrigerant stored in the storage unit 40 when the assembled battery 11 is rapidly charged or when it is estimated that the assembled battery 11 is rapidly charged. Set the amount to Vp or more.
  • the cooling performance can be ensured as much as possible during charging.
  • the control device 30 and the heater 41 reduce the amount of refrigerant stored in the storage unit 40 from the predetermined amount Vp.
  • control device 30 and the heater 41 reduce the amount of refrigerant stored in the liquid storage unit 40 by performing heat transfer accompanied by a phase change of the refrigerant in the liquid storage unit 40 from the liquid phase to the gas phase. Let me. As a result, the amount of the liquid refrigerant stored in the liquid storage unit 40 can be reliably reduced when the charging of the assembled battery 11 is completed.
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 increase the amount of refrigerant stored in the liquid storage unit 40 by adjusting the opening area of the refrigerant inlet 401 of the liquid storage unit 40. As a result, when the assembled battery 11 is charged and the amount of heat generated increases, the amount of refrigerant stored in the liquid storage unit 40 can be reliably increased.
  • the amount of liquid refrigerant can be appropriately adjusted for all the evaporators 13.
  • the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is increased to a predetermined amount Vp or more. Then, even when it is determined that normal charging is likely to be started or normal charging is in progress, if the absolute value
  • the control device 30 executes the control process shown in the flowchart of FIG. 7.
  • step S200 it is highly likely that normal charging of the assembled battery 11 is started (in other words, it is estimated that the assembled battery 11 is normally charged), or whether or not the assembled battery 11 is normally charged. To judge.
  • control device 30 determines that there is a high possibility that normal charging will be started.
  • control device 30 determines that the assembled battery 11 is normally being charged.
  • step S200 If it is highly likely that the assembled battery 11 will start normal charging in step S200, or if it is determined that the assembled battery 11 is in normal charging, the process proceeds to step S210, and the absolute value of the tilt angle ⁇ of the vehicle
  • step S210 If it is determined in step S210 that the absolute value
  • step S200 If it is determined in step S200 that the normal charging of the assembled battery 11 is not likely to start and the assembled battery 11 is not in normal charging, it is determined that the normal charging is completed and the process proceeds to step S230 to store the liquid.
  • the amount of liquid stored in the part 40 is reduced to less than a predetermined amount Vp. Specifically, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is a predetermined amount Vp or more, the heater 41 is operated. Then, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 becomes less than the lower limit amount Vmin, the heater 41 is stopped.
  • the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 is heated and evaporated to become a gas refrigerant.
  • the gas refrigerant in the liquid storage unit 40 flows into the gas pipe 15 through the gas communication pipe 43 and circulates in the refrigerant circuit 12, so that the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 drops as shown in FIG. To do.
  • the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases.
  • the amount of liquid refrigerant in the evaporator 13 increases as the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases, the liquid refrigerant does not exist in the evaporator 13 even if the vehicle tilts as shown in FIG. It is possible to prevent the site from forming.
  • step S210 Even when it is determined in step S210 that the absolute value
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 are charged when the assembled battery 11 is charged, or when the assembled battery 11 is estimated to be charged and the inclination angle ⁇ of the vehicle is smaller than a predetermined angle.
  • the amount of refrigerant stored in the storage unit 40 is set to a predetermined amount Vp or more.
  • the amount of the liquid refrigerant in the evaporator 13 is increased. Since the amount is reduced, it is possible to suppress the blow-up of the liquid refrigerant in the evaporator 13 when the assembled battery 11 is charged and the amount of heat generated increases, and it is also possible to suppress the occurrence of a portion in the evaporator 13 in which the liquid refrigerant does not exist. ..
  • the liquid storage unit 40 when it is determined that there is a high possibility that rapid charging will be started, or that rapid charging is in progress, and the absolute value
  • the control device 30 executes the control process shown in the flowchart of FIG. In step S300, it is determined whether or not the vehicle is stopped. Whether or not the vehicle is stopped can be determined based on, for example, at least one of the speed of the vehicle, the operating state of the parking brake, the position information of the car navigation system, and the amount of power generated by the battery.
  • step S300 If it is determined in step S300 that the vehicle is stopped, the process proceeds to step S310, and the inclination of the vehicle detected by the gyro sensor 33 as to whether or not the absolute value
  • step S310 If it is determined in step S310 that the absolute value
  • the amount of the liquid refrigerant in the evaporator 13 decreases as the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 decreases, charging is started while the vehicle is stopped, the calorific value of the assembled battery 11 increases, and the liquid refrigerant evaporates. Even if it becomes severe, it is possible to suppress the blow-up of the liquid refrigerant.
  • step S300 If it is determined in step S300 that the vehicle is not stopped, the process proceeds to step S330, and the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is reduced to less than the predetermined amount Vp. Specifically, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is a predetermined amount Vp or more, the heater 41 is operated. Then, when the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 becomes less than the lower limit amount Vmin, the heater 41 is stopped.
  • the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 is heated and evaporated to become a gas refrigerant.
  • the gas refrigerant in the liquid storage unit 40 flows into the gas pipe 15 through the gas communication pipe 43 and circulates in the refrigerant circuit 12, so that the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 drops as shown in FIG. To do.
  • the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases.
  • the portion where the liquid refrigerant does not exist in the evaporator 13 does not occur even if the vehicle tilts. can do.
  • step S310 Even when it is determined in step S310 that the absolute value
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 set the amount of refrigerant stored in the storage unit 40 to a predetermined amount Vp or more when the vehicle is stopped and the inclination angle ⁇ of the vehicle is smaller than the predetermined angle ⁇ .
  • the assembled battery 11 may be charged and the amount of the liquid refrigerant in the evaporator 13 can be reduced when the inclination of the vehicle is small, so that the assembled battery 11 is charged and a large amount of heat is generated. When this happens, it is possible to suppress the blow-up of the liquid refrigerant in the evaporator 13.
  • control device 30 and the heater 41 reduce the amount of refrigerant stored in the storage unit 40 below a predetermined amount Vp when the vehicle has finished stopping.
  • the amount of the liquid refrigerant in the evaporator 13 can be increased when there is no possibility of charging the assembled battery 11, so that the evaporator is used when there is little risk of the liquid refrigerant in the evaporator 13 being blown up. It is possible to prevent the amount of the liquid refrigerant in 13 from becoming insufficient.
  • the check valve 45 is arranged in the gas communication pipe 43, but in the present embodiment, the on-off valve 46 is arranged in the gas communication pipe 43 as shown in FIG.
  • the on-off valve 46 is a solenoid valve that opens and closes the gas communication pipe 43. The operation of the on-off valve 46 is controlled by the control device 30.
  • the on-off valve 46 is a storage amount adjusting unit.
  • the control device 30 When the control device 30 operates the heater 41 with the liquid storage valve 44 closed, the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 is heated and evaporated to become a gas refrigerant. At this time, by opening the on-off valve 46, the gas refrigerant in the liquid storage unit 40 flows into the gas pipe 15 through the gas communication pipe 43 and circulates in the refrigerant circuit 12. Therefore, as shown in FIG. The liquid level of the liquid refrigerant in the part 40 is lowered. In FIGS. 9 and 10, a portion of the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle in which a liquid refrigerant is present is illustrated by point hatching. As the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 decreases, the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases.
  • the control device 30 opens the liquid storage valve 44, a part of the liquid refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 flows into the liquid storage unit 40 through the liquid communication pipe 42. Therefore, as shown in FIG. 9, the liquid storage unit 40 The liquid level of the liquid refrigerant inside rises. Therefore, the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 is reduced.
  • the on-off valve 46 is closed. When there is no possibility that the refrigerant flows back from the gas pipe 15 to the gas communication pipe 43, the on-off valve 46 is opened.
  • the on-off valve 46 may have a relief valve.
  • the relief valve is a valve that is opened by a mechanical mechanism when the internal pressure of the liquid storage unit 40 rises above a predetermined pressure. According to this, when the internal pressure of the liquid storage unit 40 rises above a predetermined pressure, the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 can be released to reduce the internal pressure of the storage unit 40. Therefore, it is possible to prevent the internal pressure of the storage unit 40 from being excessively increased and the storage unit 40 from being damaged when the temperature of the refrigerant rises excessively.
  • the liquid storage unit 40 has a refrigerant inlet 401 and a refrigerant outlet 402, but in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the liquid storage unit 40 has a refrigerant inlet / outlet 403. ..
  • the liquid storage unit 40 is arranged in the vicinity of the evaporator 13 closest to the condenser 14 among the plurality of evaporators 13.
  • the refrigerant inlet / outlet 403 of the liquid storage unit 40 is provided above the liquid storage unit 40.
  • the refrigerant inlet / outlet 403 of the liquid storage unit 40 is connected to the gas pipe 15 by a communication pipe 51.
  • An on-off valve 52 is arranged in the communication pipe 51.
  • the on-off valve 52 is an electromagnetic valve that opens and closes the communication pipe 51.
  • the on-off valve 52 is a storage amount adjusting unit. The operation of the on-off valve 52 is controlled by the control device 30.
  • thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle in which a liquid refrigerant is present is illustrated by point hatching.
  • the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases as the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 decreases.
  • the control device 30 opens the on-off valve 52 without operating the heater 41, so that the liquid refrigerant blown up from the evaporator 13 to the gas pipe 15 passes through the communication pipe 51. It flows into the liquid storage unit 40. Therefore, as shown in FIG. 11, the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 rises. Therefore, the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 is reduced.
  • the liquid refrigerant can be efficiently stored in the liquid storage unit 40. This is because the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator can flow into the liquid storage unit 40, and the gas refrigerant separated by the gas-liquid separator can flow into the condenser 14.
  • the liquid storage unit 40 is a device independent of the refrigerant circuit 12, but in the present embodiment, as shown in FIGS. 13 to 14, the liquid storage unit 40 is integrated with the condenser 14. ing.
  • the liquid storage unit 40 has a refrigerant inlet 401, a gas refrigerant outlet 405, and a liquid refrigerant outlet 406.
  • the refrigerant inlet 401 and the gas refrigerant outlet 405 are provided above the liquid storage unit 40.
  • the liquid refrigerant outlet 406 is provided in the lower part of the liquid storage unit 40.
  • the refrigerant inlet 401 is connected to the gas pipe 15.
  • the gas refrigerant outlet 405 is connected to the gas refrigerant inlet 141 of the condenser 14.
  • the gas refrigerant inlet 141 of the condenser 14 is provided above the condenser 14.
  • the liquid refrigerant outlet 406 is connected to the liquid refrigerant inlet 142 of the condenser 14.
  • the liquid refrigerant outlet 143 of the condenser 14 is provided at the lower part of the condenser 14.
  • An outflow valve 55 is arranged at the liquid refrigerant outlet 406 of the liquid storage unit 40.
  • the outflow valve 55 is a solenoid valve that opens and closes the liquid refrigerant outlet 406 of the liquid storage unit 40.
  • the outflow valve 55 is a storage amount adjusting unit. The operation of the outflow valve 55 is controlled by the control device 30.
  • the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 flows into the condenser 14 from the liquid refrigerant inlet 142 through the liquid refrigerant outlet 406. Therefore, as shown in FIG. 15, the liquid storage unit 40 The liquid level of the liquid refrigerant inside is lowered.
  • FIGS. 13 and 15 a portion of the thermosiphon type cooling device 10 for a vehicle in which a liquid refrigerant is present is illustrated by point hatching.
  • the amount of refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 increases as the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 decreases.
  • the liquid refrigerant blown up from the evaporator 13 to the gas pipe 15 flows into the liquid storage unit 40 through the refrigerant inlet 401 and is stored, which is shown in FIG.
  • the liquid level of the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 rises. Therefore, the amount of the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 12 is reduced.
  • the liquid storage unit 40 has a refrigerant inlet 401 into which the refrigerant flowing out of the evaporator 13 flows in, a gas refrigerant outlet 405 in which the gas phase refrigerant flows out to the condenser 14 side, and a liquid to the condenser 14 side. It has a liquid refrigerant outlet 406 that allows the phase refrigerant to flow out.
  • the outflow valve 55 opens and closes the liquid refrigerant outlet 406 of the liquid storage unit 40.
  • the plurality of evaporators 13 are arranged on the left side of the vehicle with respect to the gas pipe 15 and the liquid pipe 16, but in the present embodiment, a plurality of evaporators 13 are arranged as shown in FIG. Evaporators 13 are arranged on both sides of the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 in the left-right direction of the vehicle. In the example of FIG. 16, three evaporators 13 are arranged in the left-right direction of the vehicle.
  • a set of gas pipes 15 and a liquid pipe 16 extend in the front-rear direction of the vehicle, but in the present embodiment, as shown in FIG. 17, a set of gases connected to the condenser 14
  • the pipe 15 and the liquid pipe 16 are branched into two sets on the evaporator 13 side and extend in the front-rear direction of the vehicle.
  • a plurality of evaporators 13 are arranged in the middle of the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 of each set.
  • two evaporators 13 are arranged in the middle of the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 of each set.
  • the two evaporators 13 are arranged in series with each other.
  • the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 extending in the front-rear direction of the vehicle are not limited to two sets, and may be three or more sets.
  • the number of evaporators 13 arranged in the middle of the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 of each set is not limited to two, and may be one or three or more. ..
  • the condenser 14 is arranged above the evaporator 13 of the vehicle, but in the present embodiment, as shown in FIG. 18, the condenser 14 is at substantially the same height as the evaporator 13. Have been placed. Therefore, the assembled battery 11 can be heated by flowing high-temperature cooling water through the condenser 14.
  • the liquid refrigerant evaporates in the condenser 14, and the gas refrigerant is condensed by the assembled battery 11 absorbing heat from the gas refrigerant in the evaporator 13.
  • the assembled battery 11 can be cooled by flowing low-temperature cooling water through the condenser 14, and the assembled battery 11 can be heated by flowing high-temperature cooling water through the condenser 14.
  • the assembled battery 11 is cooled by the vehicle thermosiphon type cooling device 10, but in the present embodiment, the assembled battery 11 is heated by using the heater 41 of the vehicle thermosiphon type cooling device 10.
  • the control device 30 executes the control process shown in the flowchart of FIG. In step S400, it is determined whether or not the assembled battery 11 needs to be heated based on the temperature of the battery cell 111 detected by the battery cell temperature sensor 31 and the like.
  • step S400 If it is determined in step S400 that the assembled battery 11 needs to be heated, the process proceeds to step S410 to operate the heater 41 and open the liquid storage valve 44.
  • the liquid refrigerant in the liquid storage unit 40 is heated by the heater 41 and evaporated to become a gas refrigerant.
  • the gas refrigerant in the liquid storage unit 40 flows into the evaporator 13 through the gas communication pipe 43 and the gas pipe 15, and is radiated to the battery cell 111 by the evaporator 13 to be condensed and liquid. It becomes a refrigerant.
  • the liquid refrigerant in the evaporator 13 flows into the liquid storage unit 40 through the liquid pipe 16 and the liquid communication pipe 42.
  • the assembled battery 11 can be heated by using the heater 41 of the thermosiphon type cooling device 10 for vehicles.
  • the condenser 14 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the cooling water of the cooling water circuit 20, but the condenser 14 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and various cooling media. There may be.
  • the condenser 14 may be a heat exchanger that exchanges heat with the outside air for the refrigerant.
  • the outside air is blown to the condenser 14 by the outdoor blower 59.
  • the condenser 14 and the outdoor blower 59 are arranged in the engine room of the vehicle 1.
  • the condenser 14 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the cooling water of the cooling water circuit 20, and the cooling water of the cooling water circuit 20 is the refrigerant of the refrigerating cycle 60. It may be cooled by.
  • the refrigerating cycle 60 includes a compressor 61, a radiator 62, a battery cooling expansion valve 63, and a cooling water cooler 64.
  • the compressor 61 sucks in the refrigerant of the refrigeration cycle 60, compresses it, and discharges it.
  • the radiator 62 is a heat exchanger that dissipates heat and condenses the refrigerant discharged from the compressor 61.
  • the battery cooling expansion valve 63 is a decompression unit that decompresses and expands the refrigerant condensed by the radiator 62.
  • the cooling water cooler 64 exchanges heat between the refrigerant of the refrigerating cycle 60 expanded under reduced pressure by the expansion valve 63 for cooling the battery and the cooling water of the cooling water circuit 20 to evaporate the refrigerant of the refrigerating cycle 60 and cool the cooling water.
  • the cooling water of the circuit 20 is cooled.
  • the condenser 14 may be a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant of the refrigerant circuit 12 and the refrigerant of the refrigeration cycle 60.
  • the condenser 14 heat-exchanges the refrigerant of the refrigerating cycle 60 expanded under reduced pressure by the battery cooling expansion valve 63 with the refrigerant of the refrigerant circuit 12 evaporated by the evaporator 13 to evaporate the refrigerant of the refrigerating cycle 60.
  • the refrigerant in the refrigerant circuit 12 is condensed.
  • the refrigeration cycle 60 may include an air conditioning expansion valve 65 and an air conditioning evaporator 66.
  • the air conditioning expansion valve 65 is a decompression unit that decompresses and expands the refrigerant condensed by the radiator 62.
  • the air-conditioning evaporator 66 is a cooling heat exchanger that cools the air blown into the vehicle interior by exchanging heat between the refrigerant of the refrigeration cycle 60 and the air blown into the vehicle interior.
  • the air conditioning expansion valve 65 and the air conditioning evaporator 66 are arranged in parallel with the radiator 62 in the refrigerant flow of the refrigeration cycle 60.
  • a battery cooling side on-off valve 67 is arranged at the refrigerant inlet of the battery cooling expansion valve 63.
  • the battery cooling side on-off valve 67 is a solenoid valve that opens and closes the refrigerant flow path on the battery cooling expansion valve 63 side.
  • the operation of the battery cooling side on-off valve 67 is controlled by the control device 30.
  • An air-conditioning side on-off valve 68 is arranged at the refrigerant inlet of the air-conditioning expansion valve 65.
  • the air-conditioning side on-off valve 68 is a solenoid valve that opens and closes the refrigerant flow path on the battery cooling expansion valve 63 side.
  • the operation of the air-conditioning side on-off valve 68 is controlled by the control device 30.
  • the gas pipe 15 and the liquid pipe 16 may be arranged so as to bypass other parts and members of the vehicle for the convenience of mounting on the vehicle.
  • the assembled battery 11 is arranged under the floor of the vehicle, but the assembled battery 11 may be arranged behind the vehicle, for example, under the trunk room or the rear seat.
  • the assembled battery 11 may be arranged in front of the vehicle, for example, in the engine room.
  • a fluorocarbon-based refrigerant is used as the refrigerant of the refrigerant circuit 12, but various refrigerants having a characteristic of not becoming a supercritical state during operation may be used.
  • the device cooled by the vehicle thermosiphon type cooling device 10 is the assembled battery 11, but the device cooled by the vehicle thermosiphon type cooling device 10 includes a motor, an inverter, and a charging device. It may be various in-vehicle devices such as a device.
  • the cooling water circulates in the cooling water circuit 20, but a liquid cooling medium (for example, an insulating fluid such as insulating oil) may circulate instead of the cooling water.
  • a liquid cooling medium for example, an insulating fluid such as insulating oil
  • the structure for cooling the battery cell 111 with the evaporator 13 is not limited to the structure shown in the above embodiment.
  • each battery cell 111 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be, for example, a cylindrical shape or a laminated shape.
  • the condenser 14 and the evaporator 13 are arranged in the vehicle front-rear direction, but the present invention is not limited to this.
  • the condenser 14 and the evaporator 13 are arranged in the vehicle left-right direction. May be good.
  • the positive / negative of the inclination angle ⁇ is positive on the side where the front of the vehicle faces upward and negative on the side where the front of the vehicle faces downward, but the positive / negative of the inclination angle ⁇ may be opposite. .. That is, the positive / negative of the inclination angle ⁇ may be positive on the side where the front of the vehicle faces downward and negative on the side where the front of the vehicle faces upward.
  • the amount of refrigerant stored in the liquid storage unit 40 is adjusted according to the inclination in the front-rear direction of the vehicle, but the present invention is not limited to this, and for example, the liquid storage unit 40 is adjusted according to the inclination in the left-right direction of the vehicle.
  • the amount of refrigerant stored in the above may be adjusted.
  • the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is increased to a predetermined amount Vp or more when there is a high possibility that quick charging is started, or when quick charging is in progress, but normal charging is started.
  • the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 may be increased to a predetermined amount Vp or more when there is a high possibility or during normal charging.
  • step S110 the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is determined based on the detection signal of the liquid level sensor 32, but the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is determined by various other methods. You may.
  • the position of the liquid level in the state where the liquid storage valve 44 is opened is estimated based on the amount of the refrigerant sealed in the refrigerant circuit 12, and the amount of liquid stored is estimated based on the estimated position of the liquid level. Good.
  • the angle detected by the gyro sensor 33 may be used. By using the angle detected by the gyro sensor 33, the amount of liquid stored can be estimated more accurately.
  • step S120 the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is determined based on the detection signal of the liquid level sensor 32, but the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 is determined by various other methods. You may. For example, the amount of liquid stored may be estimated based on the operating power and operating time of the heater 41.
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 increase the liquid storage amount of the liquid storage unit 40 to a predetermined amount Vp or more when there is a high possibility that charging is started or the charging is in progress.
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 may adjust the liquid storage amount of the liquid storage unit 40 according to the heat generation amount of the assembled battery 11.
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 may increase the amount of liquid stored in the liquid storage unit 40 as the amount of heat generated by the assembled battery 11 increases.
  • the blowing up of the liquid refrigerant in the evaporator 13 can be suppressed. Therefore, the cooling performance can be secured as much as possible.
  • control device 30 and the liquid storage valve 44 are estimated to be charged when the assembled battery 11 is charged, or the assembled battery 11 is charged, and the inclination angle ⁇ of the vehicle is larger than a predetermined angle. If it is small, the amount of refrigerant stored in the storage unit 40 is set to a predetermined amount Vp or more.
  • the control device 30 and the liquid storage valve 44 store the stored amount of the liquid storage unit 40. It may be more than a predetermined amount.

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Abstract

二次電池(11)から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発部(13)と、蒸発部で蒸発した冷媒を凝縮させる凝縮器(14)と、蒸発部(13)と凝縮器(14)との間を循環する冷媒を液相状態で貯留する貯留部(40)と、二次電池(11)が充電されている場合、または二次電池(11)が充電されると推定される場合、貯留部(40)の冷媒の貯留量を所定量(Vp)以上にする貯留量調整部(30、41、44、46、52、55)とを備える。

Description

車両用サーモサイフォン式冷却装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2019年4月19日に出願された日本特許出願2019-80063号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、車載機器を冷却するサーモサイフォン式冷却装置に関する。
 従来、特許文献1には、冷媒を自然循環させるサーモサイフォン式冷却装置が記載されている。
 この従来技術は、ガス冷媒を凝縮して液冷媒とする熱交換部と、液冷媒を蒸発させてガス冷媒とする蒸発器とを備えている。熱交換部の液冷媒は蒸発器へ流下し、蒸発器のガス冷媒は熱交換部へ上昇する。蒸発器で液冷媒が吸熱することによって冷却作用を発揮する。
特許第4945712号
 上記従来技術のようなサーモサイフォン式冷却装置をハイブリッド車両や電気自動車に搭載して走行用電池の冷却に適用した場合、車両の傾斜によって冷却性能を十分に発揮できないことが起こりうる。
 すなわち、車両が傾斜すると蒸発器内において液冷媒に偏りが生じて液冷媒が存在しない部位が生じるので、液冷媒で吸熱できない部位が生じる。そのため、走行用電池を冷却できない部位が生じる。
 この対策として、液冷媒を多めに封入しておけば、車両が傾斜しても蒸発器内に液冷媒が存在しない部位が生じないようにすることができる。しかしながら、液冷媒を多めに封入すると、充電時といった走行用電池の発熱量が多い場合、蒸発器内において液冷媒の蒸発が激しくなって液冷媒がガス冷媒とともに吹き上げられてガス冷媒の上昇を妨げてしまい、冷却性能が低下してしまう。特に、急速充電時には、走行用電池の発熱量が極めて多くなって蒸発器内の液冷媒の蒸発が極めて激しくなるので、冷却性能が著しく低下してしまう。
 本開示は上記点に鑑みて、充電時に冷却性能を極力確保できる車両用サーモサイフォン式冷却装置を提供することを目的とする。
 本開示は上記点に鑑みて、蒸発器内の液冷媒の吹き上げによって冷却性能が低下することを抑制することを他の目的とする。
 上記目的を達成するため、本開示の第1の態様による車両用サーモサイフォン式冷却装置は、蒸発部と凝縮器と貯留部と貯留量調整部とを備える。
 蒸発部は、二次電池から吸熱して冷媒を蒸発させる。凝縮器は、蒸発器で蒸発した冷媒を凝縮させる。貯留部は、蒸発部と凝縮器との間を循環する冷媒を液相状態で貯留する。貯留量調整部は、二次電池が充電されている場合、または二次電池が充電されると推定される場合、貯留部の冷媒の貯留量を所定量以上にする。
 これによると、二次電池が充電されて発熱量が多くなったときに蒸発部内の液冷媒の量を少なくすることができるので、蒸発部内の液冷媒の吹き上げを抑制できる。そのため、充電時に冷却性能を極力確保できる。
 上記他の目的を達成するため、本開示の第2の態様による車両用サーモサイフォン式冷却装置は、蒸発部と凝縮器と貯留部と貯留量調整部とを備える。
 蒸発部は、二次電池から吸熱して冷媒を蒸発させる。凝縮器は、蒸発部で蒸発した冷媒を凝縮させる。貯留部は、蒸発部と凝縮器との間を循環する冷媒を液相状態で貯留する。貯留量調整部は、二次電池の発熱量に応じて貯留部の冷媒の貯留量を調整する。
 これによると、二次電池の発熱量が多くなったときに蒸発部内の液冷媒の量を少なくして蒸発部内の液冷媒の吹き上げを抑制できる。そのため、蒸発器内の液冷媒の吹き上げによって冷却性能が低下することを抑制できる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な既述により、より明確となる。
第1実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の全体構成図である。 電池温度と電池入出力との相関関係を示すグラフである。 第1実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置であって、貯液部の貯液量が多い状態を示す模式図である。 第1実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置であって、貯液部の貯液量が少ない状態を示す模式図である。 第1実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第1実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の傾斜状態における作動状態を示す模式図である。 第2実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第3実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第4実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置であって、貯液部の貯液量が多い状態を示す模式図である。 第4実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置であって、貯液部の貯液量が少ない状態を示す模式図である。 第5実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置であって、貯液部の貯液量が多い状態を示す模式図である。 第5実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置であって、貯液部の貯液量が少ない状態を示す模式図である。 第6実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の水平状態における作動状態を示す模式図である。 第6実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の貯液部および凝縮器を示す模式図である。 第6実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の傾斜状態における作動状態を示す模式図である。 第7実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の全体構成図である。 第8実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の全体構成図である。 第9実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の全体構成図である。 第10実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。 第10実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置の作動状態を示す模式図である。 第11実施形態の第1実施例における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す模式図である。 第11実施形態の第2実施例における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す模式図である。 第11実施形態の第3実施例における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す模式図である。 第11実施形態の第4実施例における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す模式図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 (第1実施形態)
 本実施形態の車両用サーモサイフォン式冷却装置10は、車両に搭載される電池を冷却する車両用電池冷却装置である。図1中、上下前後左右の矢印は、車両の上下前後左右方向を示している。
 組電池11は、電気エネルギーを蓄える二次電池である。組電池11は、インバータなどを介して走行用モータに電気を供給する。組電池11は、回生電力を蓄える蓄電池である。組電池11は、走行中など充放電使用時に自己発熱する。組電池11は、車両用サーモサイフォン式冷却装置10の冷却対象物である。
 組電池11の充電方式は、プラグインタイプである。プラグインタイプは、充電器の充電コネクタを、車両に設けられた充電コネクタ差込口に差し込んで充電する方式である。一般的な車両では、充電コネクタ差込口として、普通充電用ポートと急速充電用ポートのの2つのポートが設けられている。普通充電用ポートは、普通充電用の充電コネクタが差し込まれる充電用ポートである。急速充電用ポートは、急速充電用の充電コネクタが差し込まれる充電用ポートである。急速充電は、普通充電よりも大電力で急速に行われる充電のことである。
 組電池11の充電方式は、非接触充電タイプや電線接触タイプであってもよい。非接触充電タイプは、例えば、電磁誘導方式や磁界共鳴方式がある。
 組電池11は、複数の電池セル111を有している。図2に示すように、電池セル111が高温になると劣化あるいは破損を招く。そのため、電池に許容される出力および入力を抑えて発熱量を抑える必要がある。そのため、電池セル111を冷却して一定温度以下に維持する必要がある。
 特に加速時や登坂時(換言すれば走行負荷が高い時)には電池セル111の放電量が多くなって発熱量が増加するので、電池セル111を高い冷却能力で冷却する必要がある。
 電池セル111の充電中も電池セル111の放電量が多くなって発熱量が増加するので、電池セル111を高い冷却能力で冷却する必要がある。特に、急速充電中の電池セル111の発熱量は、他の場合と比較して突出して大きくなる。
 電池セル111の温度は、走行中や充電中だけでなく夏期の駐車放置中などにも上昇する。電池セル111を高温状態で放置すると寿命が大幅に低下するため、駐車放置中も冷却するなど電池温度を低温に維持する必要がある。
 図1に示すように、車両用サーモサイフォン式冷却装置10は、冷媒回路12を備える。冷媒回路12は、複数個の蒸発器13、凝縮器14、ガス配管15および液配管16を有している。
 冷媒回路12内には、冷媒が封入充填されている。冷媒回路12は、作動流体としての冷媒が循環する熱媒体回路である。冷媒は、HFO-1234yfやHFC-134aなどのフロン系冷媒である。
 冷媒は、冷媒回路12に所定の圧力で封入されている。冷媒は、常温時には冷媒回路12内において大部分は液状態、一部はガス状態になっている。
 冷媒回路12は、冷媒の蒸発および凝縮により熱移動を行うヒートパイプである。冷媒回路12は、ガス状の冷媒が流れる流路と、液状の冷媒が流れる流路とが分離されたループ型のサーモサイフォンである。
 複数個の蒸発器13は、組電池11から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発部である。蒸発器13は、冷媒を熱交換させる熱交換器である。蒸発器13は、複数の電池セル111を、冷媒の蒸発により冷却する。蒸発器13は、電池セル111と熱伝導可能になっている。蒸発器13は、電池セル111の熱を冷媒に吸熱させることによって電池セル111を冷却するとともに冷媒を蒸発させる。
 蒸発器13は、車両上下方向に延びる薄形矩形状の外形を有している。蒸発器13は、熱交換部131、液通路部132およびガス通路部133を有している。熱交換部131、液通路部132およびガス通路部133は、上方から下方に向かって、ガス通路部133、熱交換部131、液通路部132の順番で配置されている。
 熱交換部131の外面は平面状になっている。電池セル111は、直方体状の外形を有している。電池セル111の1つの面は、熱交換部131の外面に、電気絶縁熱伝導シート17を介して熱伝導可能に当接している。各電池セル111は、その端子112が熱交換部131とは反対側を向くように配置されている。
 電気絶縁熱伝導シート17は、電気絶縁性と熱伝導性とを有する薄膜状の部材である。熱交換部131と電池セル111との間に、板状の熱伝導部材が介在していてもよい。
 熱交換部131は、内部の冷媒流路を流れる液冷媒に電池セル111の熱を吸熱させて液冷媒を沸騰蒸発させる。
 熱交換部131の内部には、図示しない多数の冷媒流路が形成されている。熱交換部131の多数の冷媒流路は、互いに並列に上下方向に延びている。
 液通路部132には、液配管16が接続されている。液通路部132は、液配管16を流れた液冷媒を熱交換部131の多数の冷媒流路に分配する。
 ガス通路部133には、ガス配管15が接続されている。ガス通路部133は、熱交換部131の多数の冷媒流路にて沸騰蒸発したガス冷媒を集合させてガス配管15に流出させる。
 凝縮器14は、蒸発器13で蒸発した冷媒を、冷却水回路20の冷却水と熱交換させて冷却凝縮させる熱交換器である。凝縮器14は、車両のエンジンルームに配置されている。凝縮器14は、蒸発器13よりも車両の上方側に配置されている。
 冷却水は、熱媒体としての流体である。冷却水は、例えば、少なくともエチレングリコールまたはジメチルポリシロキサンを含む液体や、不凍液体、クーラント等である。
 ガス配管15および液配管16は、蒸発器13と凝縮器14とを接続する冷媒配管である。ガス配管15は、蒸発器13で蒸発したガス冷媒が流れる冷媒配管である。ガス配管15は、ガス冷媒を凝縮器14に導くガス冷媒流路を形成している。
 液配管16は、凝縮器14で凝縮した液冷媒が流れる冷媒配管である。液配管16は、液冷媒を蒸発器13に導く液冷媒流路を形成している。
 車両用サーモサイフォン式冷却装置10は、凝縮器14が車両前方側に位置し、蒸発器13が車両後方側に位置するように車両に搭載されている。ガス配管15および液配管16は、車両前後方向に延びている。
 複数個の蒸発器13は、車両前後方向に並んで配置されている。複数個の蒸発器13は、車両に対して、互いに同じ高さに配置されている。複数個の蒸発器13は、車両前後方向に延びる1組のガス配管15および液配管16から分岐するように配置されている。
 図1の例では、蒸発器13が3個配置されている。3個の蒸発器13は、ガス配管15および液配管16に対して車両左方側に配置されている。複数個の蒸発器13は、互いの相対位置が固定されている。
 蒸発器13の個数は3個に限定されるものではなく、1個または2個であってもよいし、3個よりも多い複数個であってもよい。
 車両用サーモサイフォン式冷却装置10は、貯液部40、ヒータ41、液連通配管42、ガス連通配管43、貯液弁44および逆止弁45を備える。
 貯液部40は、車両用サーモサイフォン式冷却装置10の冷媒を液相状態で貯留する貯留部である。貯液部40は、車両に対して、蒸発器13とほぼ同じ高さに配置されている。貯液部40は、冷媒入口401と冷媒出口402とを有している。冷媒入口401および冷媒出口402は、冷媒が流通する冷媒流通口である。
 ヒータ41は、貯液部40内の液冷媒を加熱して蒸発させる。ヒータ41は、電力を供給されることによって発熱する電気ヒータである。
 液連通配管42は、貯液部40の冷媒入口401と液配管16とを接続している。液連通配管42は、冷媒回路12の液冷媒を貯液部40に流入させる冷媒流路を形成している。
 ガス連通配管43は、貯液部40の冷媒入口401とガス配管15とを接続している。ガス連通配管43は、貯液部40のガス冷媒を冷媒回路12に流入させる冷媒流路を形成している。
 貯液弁44は、液連通配管42を開閉する電磁弁である。逆止弁45は、ガス連通配管43において、貯液部40側からガス配管15側への冷媒の流れを許容し、ガス配管15側から貯液部40側への冷媒の流れを禁止する。
 貯液部40は、複数個の蒸発器13のうち凝縮器14から最も離れた蒸発器13の近傍に配置されている。
 冷却水回路20は、冷却水ポンプ21およびラジエータ22を有している。冷却水ポンプ21は、冷却水回路20の冷却水を吸入して吐出するポンプである。ラジエータ22は、冷却水回路20を循環する冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却する熱交換器である。外気送風機23は、ラジエータ22に外気を送風する送風機である。
 ヒータ41、貯液弁44、冷却水ポンプ21および外気送風機23の作動は、制御装置30によって制御される。制御装置30は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。
 制御装置30は、そのROM内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、その出力側に接続された冷却水ポンプ21および外気送風機23等の作動を制御する制御部である。
 制御装置30、ヒータ41および貯液弁44は、貯液部40の冷媒の貯留量を調整する貯留量調整部である。
 制御装置30の入力側には、電池セル温度センサ31、液面センサ32、ジャイロセンサ33等のセンサ群が接続されている。制御装置30には、センサ群の検出信号が入力される。
 電池セル温度センサ31は、複数の電池セル111のうち、少なくとも2つ以上の電池セル111の温度を検出する温度検出部である。液面センサ32は、貯液部40内の液冷媒の液面の高さを検出する。
 ジャイロセンサ33は、車両の傾斜角度(換言すれば、車両用サーモサイフォン式冷却装置10の傾斜角度)を検出するジャイロセンサ33は、車両の傾斜量を検出する傾斜量検出部である。
 図3は、車両が水平状態、換言すれば車両用サーモサイフォン式冷却装置10が水平状態にあり、かつ貯液弁44が開いている状態を示している。図3では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のうち液冷媒が存在する部分を点ハッチングで図示している。
 図3の状態において液冷媒の液面が蒸発器13および貯液部40のほぼ中間の高さに位置するように、車両用サーモサイフォン式冷却装置10への液冷媒の封入量が設定されている。
 図4は、車両が水平状態、換言すれば車両用サーモサイフォン式冷却装置10が水平状態にあり、かつ貯液弁44が閉じてヒータ41が作動した状態を示している。図4では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のうち液冷媒が存在する部分を点ハッチングで図示している。
 図4の状態では、ヒータ41が作動して貯液部40内の冷媒が加熱されて蒸発することによって、図3の状態と比較して貯液部40内の液冷媒の液面が低下し、蒸発器13内の液冷媒の液面が上昇する。
 次に、上記構成における作動を説明する。冷却水ポンプ21が作動して凝縮器14に冷却水を供給している状態において、組電池11の温度が冷媒の沸点よりも高ければ、車両用サーモサイフォン式冷却装置10の冷媒回路12では、サーモサイフォン現象(換言すれば冷媒の相変化)によって冷媒が循環する。
 具体的には、蒸発器13内において、液冷媒は組電池11からの熱を吸熱して蒸発してガス冷媒となる。蒸発器13内で蒸発したガス冷媒はガス配管15に流入し、ガス配管15を上昇して凝縮器14に流入する。
 凝縮器14では、ガス配管15から流入したガス冷媒が冷却水回路20の冷却水に放熱して凝縮し、液冷媒となる。凝縮器14で凝縮した液冷媒は、重力により液配管16を流下して蒸発器13に流入する。
 このように冷媒回路12を冷媒が循環することによって、蒸発器13で組電池11を冷却できる。動力を極力利用することなく冷媒回路12に冷媒を循環させることができるので、省動力化を図ることができ、駐車放置時にも組電池11を冷却できる。
 このとき、制御装置30は、図5のフローチャートに示す制御処理を実行する。ステップS100では、組電池11の急速充電が開始される可能性が高い(換言すれば、組電池11が急速充電されると推定される)、または組電池11が急速充電中であるか否かを判定する。
 以下の(1)~(4)の条件の少なくとも1つが成立している場合、制御装置30は、組電池11の急速充電が開始される可能性が高いと判定する。
 (1)車両の急速充電コネクタ差込口に、急速充電器側のケーブルが差し込まれたとき、または、車両の急速充電コネクタ差込口のカバーが開けられたとき。
 (2)カーナビゲーション装置の車両位置情報に基づいて、急速充電器の充電ケーブルの届く範囲に停車されたと判断できるとき。
 (3)カーナビゲーション装置の情報により急速充電器(すなわち急速充電可能な施設)の設置場所に到着したと判断されたとき。
 (4)カーナビゲーション装置で目的地が急速充電器の設置場所に設定されている場合において、その目的地に到着したと判断されたとき。
 以下の(5)~(7)の条件の少なくとも1つが成立している場合、制御装置30は、組電池11が急速充電中であると判定する。
 (5)車両の急速充電コネクタ差込口に、急速充電器側のケーブルが差し込まれているとき。
 (6)車両から要求される充電電力あるいは充電電流が閾値以上であるとき。
 (7)充電中の電池の発熱量が閾値よりも大きいとき。
 ステップS100にて組電池11の急速充電が開始される可能性が高い、または組電池11が急速充電中であると判定した場合、ステップS110へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させる。所定量Vpは、制御装置30に予め記憶されている。
 ステップS110では、具体的には、貯液部40の貯液量が所定量Vp未満である場合、貯液弁44を開く。そして、貯液部40の貯液量が上限量Vmax以上になったら貯液弁44を閉じる。
 貯液部40の貯液量が所定量Vp未満であるか否か、貯液部40の貯液量が上限量Vmax以上であるか否かは、液面センサ32の検出信号に基づいて判定する。
 貯液弁44を開くことにより、冷媒回路12を循環する液冷媒の一部が液連通配管42を通じて貯液部40に流入するので、図3に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
 冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少することによって蒸発器13内の液冷媒の量が減少するので、急速充電によって組電池11の発熱量が著しく大きくなって液冷媒の蒸発が著しく激しくなっても、液冷媒の吹き上がりを抑制できる。
 ステップS100にて急速充電が開始される可能性が高くなく、かつ急速充電中でないと判定した場合、急速充電が終了したと判断してステップS120へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp未満に減少させる。具体的には、貯液部40の貯液量が所定量Vp以上である場合、ヒータ41を作動させる。そして、貯液部40の貯液量が下限量Vmin未満になったらヒータ41を停止させる。
 貯液部40の貯液量が所定量Vp以上であるか否か、貯液部40の貯液量が下限量Vmin未満であるか否かは、液面センサ32の検出信号に基づいて判定する。
 ヒータ41を作動させることにより、貯液部40内の液冷媒が加熱されて蒸発してガス冷媒となる。貯液部40内のガス冷媒は、ガス連通配管43を通じてガス配管15に流入し、冷媒回路12を循環するので、図4に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。貯液部40内の液冷媒の液面が低下することによって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
 冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加することによって蒸発器13内の液冷媒の量が増加するので、図6に示すように車両が傾斜しても蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じないようにすることができる。図6に示す傾斜角度θは、車両の前後方向における傾斜角度である。
 本実施形態では、制御装置30および貯液弁44は、組電池11が急速充電されている場合、または組電池11が急速充電されると推定される場合、貯留部40の冷媒の貯留量を所定量Vp以上にする。
 これによると、組電池11が急速充電されて発熱量が著しく多くなったときに蒸発器13内の液冷媒の量を少なくすることができるので、蒸発器13内の液冷媒の吹き上げを抑制できる。そのため、充電時に冷却性能を極力確保できる。
 本実施形態では、制御装置30およびヒータ41は、組電池11の充電が終了した場合、貯留部40の冷媒の貯留量を所定量Vpよりも減少させる。
 これにより、蒸発器13内の液冷媒の吹き上げのおそれが少ない場合に蒸発器13内の液冷媒の量が不足することを抑制できる。
 本実施形態では、制御装置30およびヒータ41は、貯液部40内の冷媒の液相から気相への相変化を伴う伝熱を行うことによって、貯液部40の冷媒の貯留量を減少させる。これにより、組電池11の充電が完了したときに貯液部40の液冷媒の貯留量を確実に減少させることができる。
 本実施形態では、制御装置30および貯液弁44は、貯液部40の冷媒入口401の開口面積を調整することによって貯液部40の冷媒の貯留量を増加させる。これにより、組電池11が充電されて発熱量が多くなったときに貯液部40の冷媒の貯留量を確実に増加させることができる。
 本実施形態では、複数個の蒸発器13の互いの相対位置が固定されているので、全ての蒸発器13に対して液冷媒の量を適切に調整できる。
 (第2実施形態)
 上記第1実施形態では、急速充電が開始される可能性が高い、または急速充電中であると判定した場合、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させるが、本実施形態では、普通充電が開始される可能性が高い、または普通充電中であると判定した場合であっても、図6に示す傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α以上である場合、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させない。
 制御装置30は、図7のフローチャートに示す制御処理を実行する。ステップS200では、組電池11の普通充電が開始される可能性が高い(換言すれば、組電池11が普通充電されると推定される)、または組電池11が普通充電中であるか否かを判定する。
 この場合、以下の(1)~(6)の条件の少なくとも1つが成立している場合、制御装置30は、普通充電が開始される可能性が高いと判定する。
 (1)車両の普通充電コネクタ差込口に、普通充電器側のケーブルが差し込まれたとき、または、車両の普通充電コネクタ差込口のカバーが開けられたとき。
 (2)カーナビゲーション装置の車両位置情報に基づいて、普通充電器の充電ケーブルの届く範囲に停車されたと判断できるとき。
 (3)カーナビゲーション装置の情報により普通充電器(すなわち、普通充電可能な施設)の設置場所に到着したと判断されたとき。
 (4)カーナビゲーション装置で目的地が普通充電器の設置場所に設定されている場合において、その目的地に到着したと判断されたとき。
 (5)普通充電の開始時間をタイマーで設定している時に、普通充電の開始時間に近づいたとき。
 (6)組電池11の蓄電残量SOCが低い状態で停車したとき。
 以下の(7)の条件が成立している場合、制御装置30は、組電池11が普通充電中であると判定する。
 (7)車両の普通充電コネクタ差込口に、普通充電器側のケーブルが差し込まれているとき。
 ステップS200にて組電池11の普通充電が開始される可能性が高い、または組電池11が普通充電中であると判定した場合、ステップS210へ進み、車両の傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α未満であるか否かを、ジャイロセンサ33が検出した車両の傾斜角度に基づいて判定する。
 ステップS210にて車両の傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α未満であると判定した場合、ステップS220へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させる。具体的には、貯液部40の貯液量が所定量Vp未満である場合、貯液弁44を開く。そして、貯液部40の貯液量が上限量Vmax以上になったら貯液弁44を閉じる。
 これにより、冷媒回路12を循環する液冷媒の一部が液連通配管42を通じて貯液部40に流入するので、図3に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
 冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少することによって蒸発器13内の液冷媒の量が減少するので、普通充電によって組電池11の発熱量が大きくなって液冷媒の蒸発が激しくなっても、液冷媒の吹き上がりを抑制できる。
 ステップS200にて組電池11の普通充電が開始される可能性が高くなく、かつ組電池11が普通充電中でないと判定した場合、普通充電が終了したと判断してステップS230へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp未満に減少させる。具体的には、貯液部40の貯液量が所定量Vp以上である場合、ヒータ41を作動させる。そして、貯液部40の貯液量が下限量Vmin未満になったらヒータ41を停止させる。
 これにより、貯液部40内の液冷媒が加熱されて蒸発してガス冷媒となる。貯液部40内のガス冷媒は、ガス連通配管43を通じてガス配管15に流入し、冷媒回路12を循環するので、図4に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。貯液部40内の液冷媒の液面が低下することによって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
 冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加することによって蒸発器13内の液冷媒の量が増加するので、図6に示すように車両が傾斜しても蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じないようにすることができる。
 ステップS210にて車両の傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α以上であると判定した場合も、ステップS230へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp未満に減少させる。
 これにより、普通充電によって組電池11の発熱量が大きくなって液冷媒の蒸発が激しくなった場合であっても、車両が傾斜することによって蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じることを抑制できる。
 本実施形態では、制御装置30および貯液弁44は、組電池11が充電されている場合、または組電池11が充電されると推定され、かつ車両の傾斜角度θが所定角度よりも小さい場合、貯留部40の冷媒の貯留量を所定量Vp以上にする。
 これにより、車両の傾斜が少なくて蒸発器13内の液冷媒に偏りが小さくなっているときに組電池11が充電されて発熱量が多くなった場合、蒸発器13内の液冷媒の量を少なくするので、組電池11が充電されて発熱量が多くなったときに蒸発器13内の液冷媒の吹き上げを抑制できるとともに、蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じることも抑制できる。
 (第3実施形態)
 上記第2実施形態では、急速充電が開始される可能性が高い、または急速充電中であり、かつ傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α未満であると判定した場合、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させるが、本実施形態では、車両が停車中であり、かつ傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α未満であると判定した場合、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させる。
 制御装置30は、図8のフローチャートに示す制御処理を実行する。ステップS300では、車両が停車中であるか否かを判定する。車両が停車中であるか否かは、例えば、車両の速度、パーキングブレーキの操作状態、カーナビゲーションの位置情報、および電池の発電量の少なくとも1つに基づいて判定可能である。
 ステップS300にて車両が停車中あると判定した場合、ステップS310へ進み、車両の傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α未満であるか否かを、ジャイロセンサ33が検出した車両の傾斜角度に基づいて判定する。
 ステップS310にて車両の傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α未満であると判定した場合、ステップS220へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させる。具体的には、貯液部40の貯液量が所定量Vp未満である場合、貯液弁44を開く。そして、貯液部40の貯液量が上限量Vmax以上になったら貯液弁44を閉じる。
 これにより、冷媒回路12を循環する液冷媒の一部が液連通配管42を通じて貯液部40に流入するので、図3に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
 冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少することによって蒸発器13内の液冷媒の量が減少するので、停車中に充電が開始されて組電池11の発熱量が大きくなって液冷媒の蒸発が激しくなっても、液冷媒の吹き上がりを抑制できる。
 ステップS300にて車両が停車中でないと判定した場合、ステップS330へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp未満に減少させる。具体的には、貯液部40の貯液量が所定量Vp以上である場合、ヒータ41を作動させる。そして、貯液部40の貯液量が下限量Vmin未満になったら、ヒータ41を停止させる。
 これにより、貯液部40内の液冷媒が加熱されて蒸発してガス冷媒となる。貯液部40内のガス冷媒は、ガス連通配管43を通じてガス配管15に流入し、冷媒回路12を循環するので、図4に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。貯液部40内の液冷媒の液面が低下することによって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
 冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加することによって蒸発器13内の液冷媒の量が増加するので、車両が傾斜しても蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じないようにすることができる。
 ステップS310にて車両の傾斜角度θの絶対値|θ|が閾値α以上であると判定した場合も、ステップS330へ進み、貯液部40の貯液量を所定量Vp未満に減少させる。
 これにより、車両が傾斜することによって蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じることを抑制できる。
 本実施形態では、制御装置30および貯液弁44は、車両が停車中かつ車両の傾斜角度θが所定角度αよりも小さい場合、貯留部40の冷媒の貯留量を所定量Vp以上にする。
 これにより、組電池11が充電される可能性があり且つ車両の傾斜が小さいときに蒸発器13内の液冷媒の量を少なくすることができるので、組電池11が充電されて発熱量が多くなったときに蒸発器13内の液冷媒の吹き上げを抑制できる。
 本実施形態では、制御装置30およびヒータ41は、車両が停車を終了した場合、貯留部40の冷媒の貯留量を所定量Vpよりも減少させる。
 これにより、組電池11に充電される可能性がないときに蒸発器13内の液冷媒の量を多くすることができるので、蒸発器13内の液冷媒の吹き上げのおそれが少ない場合に蒸発器13内の液冷媒の量が不足することを抑制できる。
 (第4実施形態)
 上記第1実施形態では、ガス連通配管43に逆止弁45が配置されているが、本実施形態では、図9に示すように、ガス連通配管43に開閉弁46が配置されている。
 開閉弁46は、ガス連通配管43を開閉する電磁弁である。開閉弁46の作動は、制御装置30によって制御される。開閉弁46は貯留量調整部である。
 制御装置30が、貯液弁44を閉じた状態でヒータ41を作動させることにより、貯液部40内の液冷媒が加熱されて蒸発してガス冷媒となる。このとき、開閉弁46を開くことにより、貯液部40内のガス冷媒は、ガス連通配管43を通じてガス配管15に流入し、冷媒回路12を循環するので、図10に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図9および図10では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のうち液冷媒が存在する部分を点ハッチングで図示している。貯液部40内の液冷媒の液面が低下することによって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
 制御装置30が貯液弁44を開くことにより、冷媒回路12を循環する液冷媒の一部が液連通配管42を通じて貯液部40に流入するので、図9に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
 本実施形態においても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
 ガス配管15からガス連通配管43への冷媒の逆流が発生する可能性がある場合、開閉弁46を閉じる。ガス配管15からガス連通配管43への冷媒の逆流が発生する可能性がない場合、開閉弁46を開ける。
 開閉弁46を閉じている場合であっても、貯液部40の内圧が上限値よりも上昇した場合、開閉弁46を開ける。これにより、冷媒の温度上昇により貯液部40の内圧が上昇しても、貯液部40の破損を抑制できる。
 開閉弁46にリリーフ弁が付いていてもよい。リリーフ弁は、貯液部40の内圧が所定圧力よりも上昇すると機械的機構により開弁する弁である。これによると、貯液部40の内圧が所定圧力よりも上昇したときに貯液部40内の液冷媒を逃がして貯留部40の内圧を低下させることができる。そのため、冷媒の温度が過度に上昇したときに貯留部40の内圧が過度に上昇して貯留部40が破損することを抑制できる。
 (第5実施形態)
 上記実施形態では、貯液部40は冷媒入口401と冷媒出口402とを有しているが、本実施形態では、図11に示すように、貯液部40は冷媒出入口403を有している。
 貯液部40は、複数個の蒸発器13のうち凝縮器14に最も近い蒸発器13の近傍に配置されている。貯液部40の冷媒出入口403は、貯液部40の上部に設けられている。貯液部40の冷媒出入口403は、連通配管51によってガス配管15に接続されている。
 連通配管51には開閉弁52が配置されている。開閉弁52は、連通配管51を開閉する電磁弁である。開閉弁52は貯留量調整部である。開閉弁52の作動は、制御装置30によって制御される。
 制御装置30がヒータ41を作動させて開閉弁52を開けることにより、貯液部40内の液冷媒が加熱されて蒸発し、連通配管51を通じてガス配管15に流入し、冷媒回路12を循環するので、図12に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図11および図12では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のうち液冷媒が存在する部分を点ハッチングで図示している。
 貯液部40内の液冷媒の液面が低下することによって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
 蒸発器13における液冷媒の液面が高いときに制御装置30がヒータ41を作動させることなく開閉弁52を開けることにより、蒸発器13からガス配管15に吹き上がった液冷媒が連通配管51を通じて貯液部40に流入する。そのため、図11に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
 本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
 連通配管51とガス配管15との接続部に気液分離器が配置されていれば貯液部40に液冷媒を効率良く貯めることができる。気液分離器で分離された液冷媒を貯液部40に流入させ、気液分離器で分離されたガス冷媒を凝縮器14に流入させることができるからである。
 (第6実施形態)
 上記実施形態では、貯液部40は冷媒回路12から独立した機器になっているが、本実施形態では、図13~図14に示すように、貯液部40は凝縮器14と一体化されている。
 貯液部40は、冷媒入口401、ガス冷媒出口405および液冷媒出口406を有している。冷媒入口401およびガス冷媒出口405は貯液部40の上部に設けられている。液冷媒出口406は貯液部40の下部に設けられている。
 冷媒入口401はガス配管15に接続されている。ガス冷媒出口405は凝縮器14のガス冷媒入口141に接続されている。凝縮器14のガス冷媒入口141は凝縮器14の上部に設けられている。液冷媒出口406は凝縮器14の液冷媒入口142に接続されている。凝縮器14の液冷媒出口143は凝縮器14の下部に設けられている。
 貯液部40の液冷媒出口406には流出弁55が配置されている。流出弁55は、貯液部40の液冷媒出口406を開閉する電磁弁である。流出弁55は貯留量調整部である。流出弁55の作動は、制御装置30によって制御される。
 制御装置30が流出弁55を開けることにより、貯液部40内の液冷媒が液冷媒出口406を通じて液冷媒入口142から凝縮器14に流入するので、図15に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図13および図15では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のうち液冷媒が存在する部分を点ハッチングで図示している。
 貯液部40内の液冷媒の液面が低下することによって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
 蒸発器13における液冷媒の液面が高くなっていると、蒸発器13からガス配管15に吹き上がった液冷媒が冷媒入口401を通じて貯液部40に流入して貯えられるので、図13に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
 ガス配管15から冷媒入口401を通じて貯液部40に流入したガス冷媒は、ガス冷媒出口405からガス冷媒入口141を通じて凝縮器14に流入する。
 本実施形態では、貯液部40は、蒸発器13から流出した冷媒が流入する冷媒入口401と、凝縮器14側へ気相の冷媒を流出させるガス冷媒出口405と、凝縮器14側へ液相の冷媒を流出させる液冷媒出口406とを有している。流出弁55は、貯液部40の液冷媒出口406を開閉する。
 これにより、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
 (第7実施形態)
 上記第1実施形態では、複数個の蒸発器13は、ガス配管15および液配管16に対して車両左方側に配置されているが、本実施形態では、図16に示すように、複数個の蒸発器13は、ガス配管15および液配管16に対して車両左右方向の両側に配置されている。図16の例では、蒸発器13が車両左右方向に3個ずつ配置されている。
 本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
 (第8実施形態)
 上記第1実施形態では、1組のガス配管15および液配管16が車両前後方向に延びているが、本実施形態では、図17に示すように、凝縮器14に接続された1組のガス配管15および液配管16が、蒸発器13側で2組に分岐して車両前後方向に延びている。
 蒸発器13は、各組のガス配管15および液配管16の途中に複数個ずつ配置されている。図17の例では、蒸発器13は、各組のガス配管15および液配管16の途中に2個ずつ配置されている。各組のガス配管15および液配管16において、2個の蒸発器13は、互いに直列に配置されている。
 車両前後方向に延びるガス配管15および液配管16は2組に限定されるものではなく、3組以上の複数組であってもよい。
 各組のガス配管15および液配管16の途中に配置される蒸発器13の個数は2個ずつに限定されるものではなく、1個でもよいし、3個以上の複数個であってもよい。
 本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
 (第9実施形態)
 上記実施形態では、凝縮器14は蒸発器13よりも車両の上方側に配置されているが、本実施形態では、図18に示すように、凝縮器14は蒸発器13とほぼ同じ高さに配置されている。そのため、凝縮器14に高温の冷却水を流すことによって組電池11を加熱できる。
 凝縮器14に高温の冷却水を流すことによって、凝縮器14で液冷媒が蒸発し、蒸発器13で組電池11がガス冷媒から吸熱することによってガス冷媒が凝縮する。
 本実施形態によると、凝縮器14に低温の冷却水を流すことによって組電池11を冷却でき、凝縮器14に高温の冷却水を流すことによって組電池11を加熱できる。
 (第10実施形態)
 上記実施形態では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10によって組電池11を冷却するが、本実施形態では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のヒータ41を利用して組電池11を加熱する。
 制御装置30は、図19のフローチャートに示す制御処理を実行する。ステップS400では、組電池11の加熱が必要であるか否かを、電池セル温度センサ31が検出した電池セル111の温度等に基づいて判定する。
 ステップS400にて組電池11の加熱が必要であると判定した場合、ステップS410へ進み、ヒータ41を作動させるとともに貯液弁44を開弁させる。
 これにより、貯液部40内の液冷媒がヒータ41で加熱されて蒸発してガス冷媒となる。貯液部40内のガス冷媒は、図20の矢印に示すように、ガス連通配管43およびガス配管15を通じて蒸発器13に流入し、蒸発器13で電池セル111に放熱して凝縮して液冷媒となる。蒸発器13内の液冷媒は、液配管16および液連通配管42を通じて貯液部40に流入する。
 したがって、車両用サーモサイフォン式冷却装置10のヒータ41を利用して組電池11を加熱できる。
 (第11実施形態)
 上記実施形態では、凝縮器14は、冷媒を冷却水回路20の冷却水と熱交換させる熱交換器であるが、凝縮器14は冷媒と種々の冷却用媒体とを熱交換させる熱交換器であってもよい。
 図21に示す第1実施例のように、凝縮器14は、冷媒を外気と熱交換させる熱交換器であってもよい。凝縮器14には、室外送風機59によって外気が送風される。凝縮器14および室外送風機59は、車両1のエンジンルームに配置されている。
 図22に示す第2実施例のように、凝縮器14は冷媒と冷却水回路20の冷却水とを熱交換させる熱交換器であり、冷却水回路20の冷却水は、冷凍サイクル60の冷媒によって冷却されるようになっていてもよい。
 冷凍サイクル60は、圧縮機61と放熱器62と電池冷却用膨張弁63と冷却水冷却器64とを備える。
 圧縮機61は、冷凍サイクル60の冷媒を吸入して圧縮し吐出する。放熱器62は、圧縮機61から吐出された冷媒を放熱させて凝縮させる熱交換器である。電池冷却用膨張弁63は、放熱器62で凝縮された冷媒を減圧膨張させる減圧部である。冷却水冷却器64は、電池冷却用膨張弁63で減圧膨張された冷凍サイクル60の冷媒と、冷却水回路20の冷却水とを熱交換させて、冷凍サイクル60の冷媒を蒸発させるとともに冷却水回路20の冷却水を冷却する。
 図23に示す第3実施例のように、凝縮器14は、冷媒回路12の冷媒と冷凍サイクル60の冷媒とを熱交換させる熱交換器であってもよい。凝縮器14は、電池冷却用膨張弁63で減圧膨張された冷凍サイクル60の冷媒と、蒸発器13で蒸発した冷媒回路12の冷媒とを熱交換させて、冷凍サイクル60の冷媒を蒸発させるとともに冷媒回路12の冷媒を凝縮させる。
 図24に示す第4実施例のように、冷凍サイクル60は、空調用膨張弁65および空調用蒸発器66を備えていてもよい。
 空調用膨張弁65は、放熱器62で凝縮された冷媒を減圧膨張させる減圧部である。空調用蒸発器66は、冷凍サイクル60の冷媒と車室内へ送風させる空気とを熱交換させて車室内へ送風させる空気を冷却する冷却用熱交換器である。
 空調用膨張弁65および空調用蒸発器66は、冷凍サイクル60の冷媒流れにおいて放熱器62と並列に配置されている。
 電池冷却用膨張弁63の冷媒入口には、電池冷却側開閉弁67が配置されている。電池冷却側開閉弁67は、電池冷却用膨張弁63側の冷媒流路を開閉する電磁弁である。電池冷却側開閉弁67の作動は、制御装置30によって制御される。
 空調用膨張弁65の冷媒入口には、空調側開閉弁68が配置されている。空調側開閉弁68は、電池冷却用膨張弁63側の冷媒流路を開閉する電磁弁である。空調側開閉弁68の作動は、制御装置30によって制御される。
 本実施形態の第1~第4実施例においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
 本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
 ガス配管15および液配管16は、車両搭載の都合上、車両の他の部品や部材を迂回するように配置されていてもよい。
 上記実施形態では、組電池11は、車両の床下に配置されているが、組電池11は、車両の後方の、例えばトランクルームやリアシート下などに配置されていてもよい。組電池11は、車両の前方の、例えばエンジンルームなどに配置されていてもよい。
 上記実施形態では、冷媒回路12の冷媒としてフロン系冷媒が用いられているが、作動時に超臨界状態にならない特性を持つ種々の冷媒が用いられてもよい。
 上記実施形態では、車両用サーモサイフォン式冷却装置10によって冷却される機器が組電池11である例を示したが、車両用サーモサイフォン式冷却装置10によって冷却される機器は、モータ、インバータ、充電器等の種々の車載機器であってもよい。
 上記第1実施形態では、冷却水回路20に冷却水が循環するが、冷却水の代わりに液体状の冷却媒体(例えば、絶縁オイル等の絶縁流体)が循環するようになっていてもよい。
 蒸発器13で電池セル111を冷却する構造は、上記実施形態に示した構造に限定されない。
 各電池セル111の外形は直方体状に限定されるものではなく、例えば円筒状やラミネート状であってもよい。
 上記実施形態では、凝縮器14と蒸発器13とが車両前後方向に並んでいるが、これに限定されるものではなく、例えば、凝縮器14と蒸発器13とが車両左右方向に並んでいてもよい。
 上記実施形態では、傾斜角度θの正負は、車両前方が上方を向く側が正であり、車両前方が下方を向く側が負であるが、傾斜角度θの正負は、これと逆であってもよい。すなわち、傾斜角度θの正負は、車両前方が下方を向く側が正で、車両前方が上方を向く側が負であってもよい。
 上記実施形態では、車両前後方向の傾きに応じて貯液部40の冷媒の貯留量を調整するが、これに限定されるものではなく、例えば、車両左右方向の傾きに応じて貯液部40の冷媒の貯留量を調整してもよい。
 上記第1実施形態では、急速充電が開始される可能性が高い、または急速充電中である場合に貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させるが、普通充電が開始される可能性が高い、または普通充電中である場合に貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させてもよい。
 上記第1実施形態では、ステップS110において、貯液部40の貯液量を液面センサ32の検出信号に基づいて判定するが、他の種々の方法によって貯液部40の貯液量を判定してもよい。
 例えば、冷媒回路12内に封入した冷媒量に基づいて、貯液弁44を開いた状態での液面の位置を推定し、推定した液面の位置に基づいて貯液量を推定してもよい。その際、ジャイロセンサ33の検出した角度を用いてもよい。ジャイロセンサ33の検出した角度を用いることにより、更に精度よく貯液量を推定することができる。
 上記第1実施形態では、ステップS120において、貯液部40の貯液量を液面センサ32の検出信号に基づいて判定するが、他の種々の方法によって貯液部40の貯液量を判定してもよい。例えば、ヒータ41の作動電力および作動時間に基づいて貯液量を推定してもよい。
 上記第1実施形態等では、制御装置30および貯液弁44は、充電が開始される可能性が高い、または充電中である場合に貯液部40の貯液量を所定量Vp以上に増加させるが、制御装置30および貯液弁44は、組電池11の発熱量に応じて貯液部40の貯液量を調整してもよい。
 具体的には、制御装置30および貯液弁44は、組電池11の発熱量が多いほど、貯液部40の貯液量を増加させてもよい。
 これによると、充電によって組電池11の発熱量が多くなる場合のみならず、組電池11の放電量が多くなって発熱量が増加する場合においても蒸発器13内の液冷媒の吹き上げを抑制できるので、充電時に冷却性能を極力確保できる。
 例えば、停車中であっても、空調装置等の電気機器が組電池11の電力を消費して組電池11の発熱量が多くなる場合においても、蒸発器13内の液冷媒の吹き上げを抑制できるので、冷却性能を極力確保できる。
 上記第2実施形態では、制御装置30および貯液弁44は、組電池11が充電されている場合、または組電池11が充電されると推定され、かつ車両の傾斜角度θが所定角度よりも小さい場合、貯留部40の冷媒の貯留量を所定量Vp以上にする。
 これに対して、制御装置30および貯液弁44は、組電池11の発熱量が所定量よりも多く、かつ車両の傾斜角度θが所定角度よりも小さい場合、貯液部40の貯留量を所定量以上にしてもよい。
 これによると、車両の傾斜が少なくて蒸発器13内の液冷媒に偏りが小さくなっているときに、充電によって組電池11の発熱量が多くなる場合のみならず、組電池11の放電量が多くなって発熱量が増加する場合においても蒸発器13内の液冷媒の吹き上げを抑制できるとともに、蒸発器13内に液冷媒が存在しない部位が生じることも抑制できる。そのため、冷却性能を極力確保できる。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (14)

  1.  二次電池(11)から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発部(13)と、
     前記蒸発部で蒸発した前記冷媒を凝縮させる凝縮器(14)と、
     前記蒸発部と前記凝縮器との間を循環する前記冷媒を液相状態で貯留する貯留部(40)と、
     前記二次電池が充電されている場合、または前記二次電池が充電されると推定される場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を所定量(Vp)以上にする貯留量調整部(30、41、44、46、52、55)とを備える車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  2.  前記貯留量調整部は、前記二次電池が充電されている場合、または前記二次電池が充電されると推定され、かつ車両の傾斜角度(θ)が所定角度よりも小さい場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を前記所定量以上にする請求項1に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  3.  前記貯留量調整部は、前記二次電池の充電が終了した場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を前記所定量よりも減少させる請求項1または2に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  4.  前記貯留量調整部は、停車中かつ車両の傾斜角度(θ)が所定角度よりも小さい場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を前記所定量以上にする請求項1に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  5.  前記貯留量調整部は、停車を終了した場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を前記所定量よりも減少させる請求項4に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  6.  前記貯留量調整部は、前記貯留部内の前記冷媒の相変化を伴う伝熱を行うことによって、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を調整する請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  7.  前記貯留量調整部は、前記貯留部の冷媒流通口(401、402)の開口面積を調整することによって前記貯留部の前記冷媒の貯留量を調整する請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  8.  前記貯留部は、前記蒸発部から流出した前記冷媒が流入する冷媒入口(401)と、前記凝縮器側へ気相の前記冷媒を流出させるガス冷媒出口(405)と、前記凝縮器側へ液相の前記冷媒を流出させる液冷媒出口(406)とを有し、
     さらに、前記液冷媒出口を開閉する流出弁(55)を備える請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  9.  前記蒸発部は、前記二次電池から吸熱して冷媒を蒸発させる複数の蒸発器を有しており、
     前記複数の蒸発器は、互いの相対位置が固定されている請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  10.  前記貯留部の内圧が所定圧力以上になった場合、前記貯留部の内圧を低下させるリリーフ弁(46)を備える請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  11.  前記貯留量調整部は、充電コネクタ差込口に充電器側の充電コネクタが接続された場合、前記充電コネクタ差込口のカバーが開けられた場合、カーナビゲーション装置の車両位置情報に基づいて前記充電器の充電ケーブルの届く範囲に停車されたと判断できる場合、前記カーナビゲーション装置の情報により前記充電器の設置場所に到着したと判断された場合、および前記カーナビゲーション装置で目的地が前記充電器の設置場所に設定されている場合において前記目的地に到着したと判断された場合のうち少なくとも1つの場合、前記二次電池が充電されると推定する請求項1ないし10のいずれか1つに記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  12.  二次電池(11)から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発部(13)と、
     前記蒸発部で蒸発した前記冷媒を凝縮させる凝縮器(14)と、
     前記蒸発部と前記凝縮器との間を循環する前記冷媒を液相状態で貯留する貯留部(40)と、
     前記二次電池の発熱量に応じて前記貯留部の前記冷媒の貯留量を調整する貯留量調整部(30、41、44、46、52、55)とを備える車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  13.  前記貯留量調整部は、前記二次電池の発熱量が多いほど、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を増加させる請求項12に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
  14.  前記貯留量調整部は、前記二次電池の発熱量が所定量よりも多く、かつ車両の傾斜角度(θ)が所定角度よりも小さい場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を前記所定量以上にする請求項12または13に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
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