JP7360271B2 - バッテリ冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、充電に起因して発熱したバッテリを冷却するバッテリ冷却システムに関する。

電気自動車やプラグインハイブリッド自動車等の電動車両には、駆動源としての電動モータと、電動モータを駆動させる電力源としてのバッテリが搭載されている。電動車両は、外部からの電力供給によってバッテリを充電する外部充電機能を有している。一般的に、電力供給源としては、家庭用電源のコンセントや、各種施設に設置された急速充電スタンドが用いられる。

近年、電動車両のバッテリを充電する方法として、電源コードや送電ケーブルを用いない非接触充電システムが注目されている。非接触充電システムでは、地上または地中に設置された給電コイルからバッテリを充電するための電力がワイヤレス伝送される。電動車両には、ワイヤレス伝送された電力を受電するための受電コイルが設置される。受電コイルによって受電された電力は、整流器によって交流から直流に整流された後、バッテリに供給される。

非接触充電システムによる充電時には、バッテリのみならず、受電コイルも発熱する。バッテリの劣化等を防止するために、非接触充電システムでは、充電時にバッテリを冷却することが望ましい。

特開２０１６－２２６０８７号公報には、送電部から非接触で電力を受ける受電部、及び受電部が受けた電力を蓄える蓄電装置の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部を備えた冷却システムが開示されている。特開２０１３－１３５５７２号公報には、受電部を冷却する冷却ファンと、受電部で受電した電力によって充電される蓄電装置を冷却する冷却ファンとを含む冷却装置が開示されている。

特開２０１６－２２６０８７号公報 特開２０１３－１３５５７２号公報

ところで、電動車両には、大容量且つ高電圧のバッテリが用いられる。このようなバッテリを搭載するために、電動車両では、電動車両の床下を覆うようにバッテリを設置するレイアウトが採用される場合が多い。この場合、バッテリの下方の領域であって、電動車両の高さ方向に平行な方向から見てバッテリの一部と重なる領域に受電コイルを設置することが考えられる。

上述のようにバッテリの下方に受電コイルを設置した場合、充電時に受電コイルが発熱すると、受電コイルに重なるバッテリの一部が局所的に発熱してしまう。また、非接触充電システムによってバッテリを充電するためには、給電コイルと受電コイルを重ねる必要がある。そのため、バッテリの下方に受電コイルを設置した場合には、充電時に給電コイルとバッテリが重なってしまい、給電コイルから発生される磁界に起因して給電コイルに重なるバッテリの一部が局所的に発熱してしまう場合がある。バッテリの一部が局所的に発熱することによってバッテリ内の温度がばらつくと、バッテリの劣化が進んでしまうという問題が発生する。

特開２０１６－２２６０８７号公報に開示された冷却システムと、特開２０１３－１３５５７２号公報に開示された冷却装置のいずれにおいても、充電時に発生するバッテリ内の温度のばらつきを防止することはできない。

そこで、本発明は、充電時に発生するバッテリ内の温度のばらつきを防止することができるバッテリ冷却システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様のバッテリ冷却システムは、電動車両に搭載されたモータを駆動させるバッテリと、給電コイルによってワイヤレス伝送された電力を用いて前記バッテリを充電する非接触充電装置と、前記バッテリを冷却する冷却装置とを備え、前記非接触充電装置は、前記電力を受電する受電コイルを含み、前記受電コイルは、その少なくとも一部が、前記電動車両の高さ方向に平行な第１の方向から見て前記バッテリと重なる位置に配置され、前記冷却装置は、流体を用いて前記バッテリを冷却する冷却器と、前記流体の量を制御する流量制御器とを含み、前記冷却器は、前記第１の方向から見て前記バッテリと重なる複数の部分を含み、前記流量制御器は、前記複数の部分毎に前記流体の量を制御し、前記冷却器は、前記複数の部分として、前記第１の方向から見て前記受電コイルと重なる位置に配置された１つ以上の第１の部分と、前記第１の方向から見て前記受電コイルとは重ならない位置に配置された１つ以上の第２の部分とを含み、前記流量制御器は、前記電力を受電するときの前記受電コイルの発熱量と対応関係を有するパラメータに基づいて、前記第１の部分における前記流体の量を変化させ、前記非接触充電装置は、更に、前記電力の量を測定する電力測定器を含み、前記パラメータは、前記電力測定器の測定値である。
本発明の他の一態様のバッテリ冷却システムは、電動車両に搭載されたモータを駆動させるバッテリと、給電コイルによってワイヤレス伝送された電力を用いて前記バッテリを充電する非接触充電装置と、前記バッテリを冷却する冷却装置とを備え、前記非接触充電装置は、前記電力を受電する受電コイルを含み、前記受電コイルは、その少なくとも一部が、前記電動車両の高さ方向に平行な第１の方向から見て前記バッテリと重なる位置に配置され、前記冷却装置は、流体を用いて前記バッテリを冷却する冷却器と、前記流体の量を制御する流量制御器とを含み、前記冷却器は、前記第１の方向から見て前記バッテリと重なる複数の部分を含み、前記流量制御器は、前記複数の部分毎に前記流体の量を制御し、前記給電コイルは、地上または地中に設置され、前記冷却装置は、更に、前記受電コイルが前記電力を受電するときに、前記複数の部分の各々が、前記第１の方向から見て前記給電コイルと重なる位置に配置された部分であるオーバーラップ部分であるか否かを判定する判定部を含み、前記流量制御器は、前記オーバーラップ部分であるか否かによって、前記複数の部分の各々における前記流体の量を変化させる。

本発明によれば、充電時に発生するバッテリ内の温度のばらつきを防止することができるバッテリ冷却システムを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るバッテリ冷却システムが搭載された車両の概略の構成を示す説明図である。 本発明の一実施の形態における冷却装置の冷却器を示す平面図である。 図２に示した冷却器の一部分と流量制御器を示す説明図である。 本発明の一実施の形態における冷却装置の制御ユニットを示す機能ブロック図である。 本発明の一実施の形態におけるオーバーラップ部分の一例を説明するための説明図である。 本発明の一実施の形態におけるオーバーラップ部分の他の一例を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。始めに、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係るバッテリ冷却システム２が搭載された車両１の概略の構成について説明する。図１に示した車両１は、電動車両であり、特に、駆動源としてモータ３を備えた電気自動車である。モータ３は、図示しない変速装置に対して連設自在に設けられており、車両１の駆動輪、例えば前輪を駆動させる。

車両１は、更に、車両１に搭載されたモータ３を駆動させるバッテリ４を備えている。バッテリ４は、車両１の床下を覆うように設置される。バッテリ４は、例えば、図示しないインバータを経由してモータ３に接続されている。図示しないインバータは、バッテリ４の直流電力を交流電力に変換してモータ３を駆動させる。

車両１は、更に、バッテリ４を充電する充電装置として、電源コードまたは送電ケーブルを用いてバッテリ４を充電する有線式の充電装置と、電源コードまたは送電ケーブルを用いずにバッテリ４を充電する無線式の充電装置とを備えている。有線式の充電装置は、バッテリ４に充電用の電力を供給する電力供給源として、例えば家庭用電源のコンセントや、各種施設に設置された急速充電スタンドを用いる。図１では、有線式の充電装置を省略している。

以下、無線式の充電装置を、非接触充電装置５と言う。非接触充電装置５は、電力供給源として、外部の給電装置７を用いる。非接触充電装置５は、給電装置７からワイヤレス伝送された電力を用いてバッテリ４を充電する。

非接触充電装置５と給電装置７は、コイルを用いた電磁誘導方式または磁界共鳴方式によって電力を送受信する。非接触充電装置５は、電力を受電する受電コイル５１と整流器５３とを含んでいる。給電装置７は、給電装置本体７１と、給電装置本体７１に接続された給電コイル７２とを含んでいる。給電コイル７２は、地上または地中に設置される。バッテリ４を充電する電力は、給電コイル７２によってワイヤレス伝送される。

ここで、図１に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を定義する。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、互いに直交する。Ｘ方向は、車両１の進行方向である。Ｙ方向は、車両１の車幅方向に平行な一方向（図１では奥から手前に向かう方向）である。Ｚ方向は、車両１の高さ方向に平行な一方向（図１では上側に向かう方向）である。また、Ｘ方向とは反対の方向を－Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を－Ｙ方向とし、Ｚ方向とは反対の方向を－Ｚ方向とする。

受電コイル５１は、バッテリ４と同様に、車両１の床下に設置される。本実施の形態では特に、受電コイル５１は、その少なくとも一部が、車両１の高さ方向に平行な第１の方向すなわちＺ方向から見てバッテリ４と重なる位置に配置されている。図１に示した例では、受電コイル５１の平面形状は、バッテリ４の平面形状よりも小さく、受電コイル５１は、その全体が、Ｚ方向から見てバッテリ４と重なる位置に配置されている。また、受電コイル５１は、バッテリ４の－Ｚ方向側に配置されている。

受電コイル５１と給電コイル７２との間における電力の送受信は、Ｚ方向から見て受電コイル５１の少なくとも一部が給電コイル７２に重なった状態で行われる。この状態において、給電装置本体７１が給電コイル７２に電流を流すことによって、電力の送受信が行われる。受電コイル５１によって受電された電力は、整流器５３によって交流から直流に整流された後、バッテリ４に供給される。

非接触充電装置５は、更に、受電コイル５１によって受電された電力の電力量を計測する電力測定器５２を含んでいる。電力測定器５２は、例えば、バッテリ４と整流器５３との間に設けられる。この場合、電力測定器５２は、バッテリ４と整流器５３とを接続する伝送線路の電圧および電流を測定することによって、電力量を測定する。

車両１は、更に、給電コイル７２の位置を直接または間接的に検出する位置検出器６を備えている。なお、給電コイル７２の位置とは、車両１に対する相対的な位置である。位置検出器６としては、例えば、給電コイル７２そのものまたは給電コイル７２の位置を表す目印を検出するカメラまたはセンサが用いられる。センサとしては、例えばレーダセンサや光学センサ等が用いられる。図１では、上記のカメラまたはセンサに符号６を付している。

位置検出器６は、給電コイル７２の位置のうち、少なくともＸ方向の位置とＹ方向の位置を検出する。給電コイル７２のＺ方向の位置すなわち給電コイル７２と受電コイル５１との間隔は、位置検出器６によって検出してもよいし、受電コイル５１と電力測定器５２によって検出してもよい。上記の間隔が変化すると、受電コイル５１によって受電された電力が変化する。従って、受電コイル５１によって受電された電力の電力量を電力測定器５２によって計測することによって、上記の間隔を検出することができる。受電コイル５１と電力測定器５２によって上記の間隔を検出する場合、受電コイル５１および電力測定器５２と、図１において符号６を付したカメラまたはセンサによって、給電コイル７２の位置を検出する位置検出器が構成されているとも言える。

車両１は、更に、バッテリ４を冷却する冷却装置１０を備えている。冷却装置１０は、本実施の形態に係るバッテリ冷却システム２の主要部を構成する。言い換えると、バッテリ冷却システム２は、冷却装置１０を備えている。バッテリ冷却システム２は、更に、前記のバッテリ４、非接触充電装置５および位置検出器６を備えている。

冷却装置１０は、流体を用いてバッテリ４を冷却する冷却器１１と、流体の量を制御する流量制御器１２と、流量制御器１２を制御する制御ユニット１３とを含んでいる。なお、制御ユニット１３は、後で説明する図４に示されている。冷却器１１は、Ｚ方向から見てバッテリ４と重なる位置に配置されている。また、冷却器１１は、バッテリ４のＺ方向側に配置されている。なお、図１では、バッテリ４と冷却器１１を別体として描いているが、バッテリ４と冷却器１１は一体化されていてもよい。

バッテリ４を冷却する流体は、冷却水等の液体であってもよいし、特定のガス等の気体であってもよい。バッテリ４の冷却は、例えば、冷却器１１内に配設された配管に液体または気体を循環させることによって行われる。流量制御器１２は、液体または気体の流量を調整する電磁弁と、液体または気体の流量を計測する流量センサとを含んでいてもよい。

図示しないが、車両１は、更に、電気自動車としての車両１を制御するＥＶ制御ユニット、バッテリ４の充電を制御する充電制御ユニット、バッテリ４を監視および制御する装置であるバッテリマネージメントユニット、車両１のパワーステアリング装置を制御するパワーステアリング制御ユニット、車両１のブレーキ装置を制御するブレーキ制御ユニット等の、複数の電子制御ユニットを備えている。上記複数の電子制御ユニットと、冷却装置１０の制御ユニット１３は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信等を用いた車内ネットワークによって互いに接続されている。

上記複数の電子制御ユニットと、冷却装置１０の制御ユニット１３は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＲＯＭにはシステム毎に設定されている動作を実現するための制御プログラムが記憶されている。上記の動作は、ＣＰＵがＲＯＭから制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開して実行することにより実現される。

次に、図２および図３を参照して、冷却器１１の構成について説明する。図２は、冷却器１１を示す平面図である。図３は、図２に示した冷却器１１の一部分と流量制御器１２を示す説明図である。図１には、バッテリ４および受電コイル５１の位置を破線で示している。

図２に示したように、冷却器１１は、第１の方向すなわちＺ方向から見てバッテリ４と重なる複数の部分を含んでいる。図２に示した例では、冷却器１１は、Ｘ方向およびＹ方向に格子状に配列された１６個の矩形の部分１１１，１１２，１１３，１１４，１２１，１２２，１２３，１２４，１３１，１３２，１３３，１３４，１４１，１４２，１４３，１４４を含んでいる。部分１１１，１１２，１１３，１１４は、Ｘ方向にこの順に並んでいる。部分１２１，１２２，１２３，１２４は、それぞれ、部分１１１，１１２，１１３，１１４のＹ方向側に位置する。部分１３１，１３２，１３３，１３４は、それぞれ、部分１２１，１２２，１２３，１２４のＹ方向側に位置する。部分１４１，１４２，１４３，１４４は、それぞれ、部分１３１，１３２，１３３，１３４のＹ方向側に位置する。

また、冷却器１１は、複数の部分として、Ｚ方向から見て受電コイル５１と重なる位置に配置された１つ以上の第１の部分と、Ｚ方向から見て受電コイルとは重ならない位置に配置された１つ以上の第２の部分とを含んでいる。図２に示した例では、部分１２２，１２３，１３２，１３３が第１の部分に該当し、部分１１１～１１４，１２１，１２４，１３１，１３４，１４１～１４４が第２の部分に該当する。

なお、複数の部分の数は、図２に示した例よりも多くてもよいし、少なくてもよい。いずれの場合においても、第１の部分に該当する部分が１つ以上になり、且つ第２の部分に該当する部分が１つ以上になるように、複数の部分が配列される。

ここで、部分１１１～１１４，１２１～１２４，１３１～１３４，１４１～１４４のうち、任意の部分に関しては、符号１００を用いて表す。図３には、部分１００の構成を示している。部分１００は、バッテリ４を冷却する流体を循環させる配管１０１の一部を収容する容器でもある。配管１０１のうち、部分１００に収容された部分の全体形状は、例えばミアンダ形状である。

配管１０１は、長手方向の両端に位置する第１の端部１０１ａおよび第２の端部１０１ｂを有している。第１および第２の端部１０１ａ，１０１ｂは、流量制御器１２に接続されている。バッテリ４を冷却する流体は、配管１０１内を第１の端部１０１ａから第２の端部１０１ｂに向かって流れると共に、バッテリ４から発生される熱を吸収する。これにより、バッテリ４が冷却される。冷却装置１０は、更に、配管１０１内の流体を冷却する放熱器を含んでいてもよい。放熱器は、例えば、配管１０１のうち、部分１００に収容された部分よりも下流側（第２の端部１０１ｂ側）の部分に取り付けられる。

流量制御器１２は、冷却器１１の複数の部分１００毎に、バッテリ４を冷却する流体の量を制御する。流量制御器１２には、複数の部分１００の各々にその一部が収容された複数の配管１０１が接続されている。流量制御器１２は、複数の配管１０１の各々を循環させる流体の量を制御することによって、冷却器１１の複数の部分１００毎に流体の量を制御する。

次に、図２ないし図４を参照して、流量制御器１２と制御ユニット１３の動作について説明する。図４は、制御ユニット１３の構成を示す機能ブロック図である。流量制御器１２の動作は、冷却装置１０の制御ユニット１３によって制御される。

図４に示したように、制御ユニット１３は、主制御部１３Ａと記憶部１３Ｂとを含んでいる。主制御部１３Ａは、決定部１４と、判定部１５と、算出部１６とを含んでいる。決定部１４、判定部１５および算出部１６は、例えば、制御ユニット１３を構成するマイクロコンピュータのＣＰＵが、このマイクロコンピュータのＲＯＭから制御プログラムを読み出すことによって実現される。記憶部１３Ｂは、例えば、上記のマイクロコンピュータのＲＯＭによって実現される。

始めに、決定部１４の動作について説明する。決定部１４は、冷却器１１の複数の部分１００の各々における流体の量、すなわち配管１０１を循環させる流体の量を決定する。流量制御器１２は、決定部１４の決定結果に基づいて、冷却器１１の複数の部分１００毎に、配管１０１を循環させる流体の量を制御する。

流量制御器１２は、例えば、非接触充電装置５によるバッテリ４の充電時、すなわち受電コイル５１がバッテリを充電する電力を受電するときには、受電コイル５１と重なる位置に配置された第１の部分に該当する部分１２２，１２３，１３２，１３３の各々における流体の量（以下、第１の流量と言う。）を、第２の部分に該当する部分１１１～１１４，１２１，１２４，１３１，１３４，１４１～１４４の各々における流体の量（以下、第２の流量と言う。）以上にする。すなわち、決定部１４は、受電コイル５１がバッテリを充電する電力を受電している場合には、第１の流量が第２の流量以上になるように、第１の流量と第２の流量を決定する。一例では、第１の流量は１５Ｌ／ｍｉｎであり、第２の流量は１０Ｌ／ｍｉｎである。

また、流量制御器１２は、電力を受電するときの受電コイル５１の発熱量と対応関係を有するパラメータに基づいて、第１の流量を変化させる。すなわち、決定部１４は、上記のパラメータに基づいて、第１の流量を決定する。上記のパラメータは、例えば、受電コイル５１が受電した電力の電力量である。電力量は、バッテリ４の満充電容量に対する残容量の比率（以下、単に残容量と記す。）、受電コイル５１と給電コイル７２の位置ずれ、給電装置７の仕様等によって変化する。特に、バッテリ４の残容量が少ない場合または受電コイル５１と給電コイル７２の位置ずれが小さい場合には、電力量は多くなり、バッテリ４の残容量が多い場合または受電コイル５１と給電コイル７２の位置ずれが大きい場合には、電力量は少なくなる。

受電コイル５１が受電した電力の電力量が多くなると、受電コイル５１の発熱量も多くなる。従って、決定部１４は、電力量が多くなるに従って、第１の流量が多くなるように、第１の流量を決定する。前述のように、電力測定器５２は、電力量を測定する。決定部１４は、電力測定器５２の測定値を用いて、第１の流量を決定することができる。一例では、電力量が１０ｋＷの場合には第１の流量を２０Ｌ／ｍｉｎとし、電力量が７ｋＷの場合には第１の流量を１８Ｌ／ｍｉｎとし、電力量が３ｋＷの場合には１５Ｌ／ｍｉｎとする。

記憶部１３Ｂは、電力量と第１の流量との関係を示すテーブルを記憶していてもよい。この場合、決定部１４は、電力測定器５２の測定値と上記のテーブルを用いて、第１の流量を決定する。

なお、流量制御器１２は、図示しない入力装置を用いて入力されるユーザの指示に従って第１の流量と第２の流量を制御してもよいし、充電時のバッテリ４の発熱量と対応関係を有するパラメータに基づいて第１の流量と第２の流量を制御してもよい。すなわち、決定部１４は、ユーザの指示に従って第１の流量と第２の流量を決定してもよいし、上記のパラメータに基づいて第１の流量と第２の流量を決定してもよい。上記のパラメータは、例えば、バッテリ４の残容量または残寿命である。例えば、決定部１４は、バッテリ４の残容量が少ない場合には第１の流量と第２の流量が多くなり、バッテリ４の残容量が多い場合には第１の流量と第２の流量が少なくなるように、第１の流量と第２の流量を決定してもよい。

次に、判定部１５の動作と、判定部１５の動作に関連する決定部１４の動作について説明する。非接触充電装置５によるバッテリ４の充電時、すなわち受電コイル５１がバッテリを充電する電力を受電するときには、Ｚ方向から見てバッテリ４の少なくとも一部が給電コイル７２に重なった状態になる。その結果、冷却器１１の少なくとも一部も、給電コイル７２に重なった状態になる。判定部１５は、受電コイル５１が電力を受電するときに、冷却器１１の複数の部分１００の各々が、Ｚ方向から見て給電コイル７２と重なる位置に配置された部分であるオーバーラップ部分であるか否かを判定する。

流量制御器１２は、オーバーラップ部分であるか否かによって、冷却器１１の複数の部分１００の各々における流体の量を変化させる。すなわち、決定部１４は、判定部１５の判定結果に基づいて、オーバーラップ部分であるか否かによって、冷却器１１の複数の部分１００の各々における流体の量を決定する。

前述のように、位置検出器６は、給電コイル７２のＸ方向の位置とＹ方向の位置を検出する。判定部１５は、位置検出器６の検出結果を用いて、冷却器１１の複数の部分１００の各々が、オーバーラップ部分であるか否かを判定する。図５は、オーバーラップ部分の一例を説明するための説明図である。図６は、オーバーラップ部分の他の一例を説明するための説明図である。図５および図６には、給電コイル７２の位置を破線で示している。

図５に示した例では、冷却器１１の部分１１１～１１４，１２１～１２４，１３１～１３４，１４１～１４４の全てが、オーバーラップ部分に該当している。この場合、決定部１４は、オーバーラップ部分ではないと仮定したときの流体の量、すなわち判定部１５の判定結果に基づかないで決定された場合における流体の量（以下、基準流量と言う。）よりも多くなるように、部分１１１～１１４，１２１～１２４，１３１～１３４，１４１～１４４の各々における流体の量を決定する。

図６に示した例では、冷却器１１の部分１１２～１１４，１２２～１２４，１３２～１３４がオーバーラップ部分に該当し、冷却器１１の部分１１１，１２１，１３１，１４１～１４４がオーバーラップ部分に該当しない。この場合、決定部１４は、基準流量よりも多くなるように、部分１１２～１１４，１２２～１２４，１３２～１３４の各々における流体の量を決定する。また、決定部１４は、基準流量と等しくなるように、部分１１１，１２１，１３１，１４１～１４４の各々における流体の量を決定する。

前述のように、部分１２２，１２３，１３２，１３３は第１の部分に該当し、部分１１１～１１４，１２１，１２４，１３１，１３４，１４１～１４４は第２の部分に該当する。以下、判定部１５の判定結果に基づかないで決定された場合における第１の流量を第１の基準流量と言い、判定部１５の判定結果に基づかないで決定された場合における第２の流量を第２の基準流量と言う。図５に示した例では、決定部１４は、第１の基準流量よりも多くなるように第１の流量を決定し、第２の基準流量よりも多くなるように第２の流量を決定する。図６に示した例では、決定部１４は、第１の基準流量よりも多くなるように、第１の流量を決定し、第２の基準流量よりも多くなるように、部分１１２～１１４，１２４，１３４の各々における第２の流量を決定し、第２の基準流量と等しくなるように、部分１１１，１２１，１３１，１４１～１４４の各々における第２の流量を決定する。

第１の基準流量は、固定値であってもよいし、判定部１５の判定結果に基づかないで決定されるという条件を満たす限り、電力測定器５２の測定値等の任意のパラメータに基づいて決定された値であってもよい。同様に、第２の基準流量は、固定値であってもよいし、判定部１５の判定結果に基づかないで決定されるという条件を満たす限り、任意のパラメータに基づいて決定された値であってもよい。

次に、算出部１６の動作と、算出部１６の動作に関連する決定部１４の動作について説明する。給電コイル７２の位置は、非接触充電装置５によってバッテリ４を充電するたびに異なり得る。その結果、給電コイル７２と受電コイル５１との間隔も、非接触充電装置５によってバッテリ４を充電するたびに異なり得る。算出部１６は、位置検出器６の検出結果、具体的には給電コイル７２のＺ方向の位置の検出結果を用いて、給電コイル７２と受電コイル５１との間隔を算出する。

流量制御器１２は、算出部１６によって算出された間隔に基づいて、判定部１５によってオーバーラップ部分に該当すると判定された部分１００における流体の量を変化させる。すなわち、決定部１４は、上記の間隔に基づいて、オーバーラップ部分に該当すると判定された部分における流体の量を決定する。具体的には、決定部１４は、上記の間隔が小さくなるに従って流体の量が多くなるように、オーバーラップ部分に該当すると判定された部分における流体の量を決定する。

次に、本実施の形態に係るバッテリ冷却システム２の作用および効果について説明する。本実施の形態に係るバッテリ冷却システム２は、非接触充電装置５を備えており、受電コイル５１によって受電された電力を用いてバッテリ４が充電される。受電コイル５１は、その少なくとも一部が、Ｚ方向から見てバッテリ４と重なる位置に配置されている。バッテリ４と受電コイル５１の両方を車両１の床下に設置する必要があることから、バッテリ４と受電コイル５１との間隔は小さくなる。そのため、給電コイル７２からワイヤレス伝送された電力を受電することによって受電コイル５１が発熱すると、受電コイル５１からの伝熱によって、受電コイル５１に重なるバッテリ４の一部が局所的に発熱し、その結果、バッテリ４内の温度がばらついてしまう。

これに対し、本実施の形態では、Ｚ方向から見てバッテリ４と重なる複数の部分１００を含む冷却器１１と、複数の部分１００毎に流体の量を制御する流量制御器１２が設けられている。本実施の形態によれば、流体の量を局所的に変化させることによって、バッテリ４の一部が局所的に発熱することを抑制することができる。すなわち、本実施の形態によれば、冷却器１１の複数の部分１００のうち、受電コイル５１と重なる位置に配置された第１の部分（部分１２２，１２３，１３２，１３３）における第１の流量を、冷却器１１の複数の部分１００のうち、受電コイル５１とは重ならない位置に配置された第２の部分（部分１１１～１１４，１２１，１２４，１３１，１３４，１４１～１４４）における第２の流量よりも多くすることによって、受電コイル５１に重なるバッテリ４の一部が局所的に発熱することを抑制することができる。これにより、本実施の形態によれば、非接触充電装置５による充電時に発生するバッテリ４内の温度のばらつきを防止することができる。その結果、本実施の形態によれば、バッテリ４の劣化を防止することができる。

また、本実施の形態では、流量制御器１２は、電力を受電するときの受電コイル５１の発熱量と対応関係を有するパラメータに基づいて、第１の流量を変化させる。これにより、本実施の形態によれば、受電コイル５１の発熱量が変動する場合であっても、バッテリ４内の温度がばらつくことを防止することができる。

ところで、バッテリ４は、受電コイル５１のみならず給電コイル７２によっても発熱し得る。すなわち、非接触充電装置５によってバッテリ４を充電するためには、給電コイル７２と受電コイル５１を重ねる必要がある。本実施の形態では、前述のように、受電コイル５１は、その少なくとも一部が、Ｚ方向から見てバッテリ４と重なる位置に配置されている。そのため、非接触充電装置５による充電時には、給電コイル７２とバッテリ４が重なってしまい、その結果、給電コイル７２から発生される磁界に起因してバッテリ４が発熱してしまう。特に、給電コイル７２が所望の位置からずれている場合には、給電コイル７２とバッテリ４の一部のみが重なってしまう。この場合、給電コイル７２に重なるバッテリ４の一部が局所的に発熱し、その結果、バッテリ４内の温度がばらついてしまう。

これに対し、本実施の形態では、判定部１５が、冷却器１１の複数の部分１００の各々が、Ｚ方向から見て給電コイル７２と重なる位置に配置されたオーバーラップ部分であるか否かを判定すると共に、流量制御器１２が、オーバーラップ部分であるか否かによって、複数の部分１００の各々における流体の量を変化させる。本実施の形態によれば、基準流量よりも多くなるように、オーバーラップ部分における流体の量を多くすることによって、給電コイル７２に重なるバッテリ４の一部が局所的に発熱することを防止することができる。

また、給電コイル７２と受電コイル５１との間隔が小さくなると、給電コイル７２に重なるバッテリ４の一部の発熱量が多くなる。これに対し、本実施の形態では、算出部１６が、給電コイル７２と受電コイル５１との間隔を算出すると共に、流量制御器１２が、算出部１６によって算出された間隔に基づいて、オーバーラップ部分における流体の量を変化させる。これにより、本実施の形態によれば、上記の間隔が変動することによってバッテリ４の一部の発熱量が変動する場合であっても、バッテリ４内の温度がばらつくことを防止することができる。

また、本実施の形態では、第１の部分であるか第２の部分であるかによって流体の量を変化させることと、オーバーラップ部分であるか否かによって流体の量を変化させることを組み合わせることができる。これにより、本実施の形態によれば、より効果的に、バッテリ４の一部が局所的に発熱することを防止することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えば、本発明のバッテリ冷却システムは、駆動源としてモータのみを備えた電気自動車に限らず、エンジンとモータを駆動源として用いるハイブリッド自動車や、モータをエンジンの再始動等に限定的に用いるマイクロハイブリッド自動車にも適用することができる。

また、本発明のバッテリ冷却システムは、第１の部分であるか第２の部分であるかによって流体の量を変化させることと、オーバーラップ部分であるか否かによって流体の量を変化させることの一方のみを行うように構成されていてもよい。

１…車両、２…バッテリ冷却システム、３…モータ、４…バッテリ、５…非接触充電装置、６…位置検出器、７…給電装置、１０…冷却装置、１１…冷却器、１２…流量制御器、１３…制御ユニット、１４、決定部、１５…判定部、１６…算出部、５１…受電コイル、５２…電力測定器、５３…整流器、７１…給電装置本体、７２…給電コイル。

Claims (5)

1. 電動車両に搭載されたモータを駆動させるバッテリと、
   給電コイルによってワイヤレス伝送された電力を用いて前記バッテリを充電する非接触充電装置と、
   前記バッテリを冷却する冷却装置とを備え、
   前記非接触充電装置は、前記電力を受電する受電コイルを含み、
   前記受電コイルは、その少なくとも一部が、前記電動車両の高さ方向に平行な第１の方向から見て前記バッテリと重なる位置に配置され、
   前記冷却装置は、流体を用いて前記バッテリを冷却する冷却器と、前記流体の量を制御する流量制御器とを含み、
   前記冷却器は、前記第１の方向から見て前記バッテリと重なる複数の部分を含み、
   前記流量制御器は、前記複数の部分毎に前記流体の量を制御し、
   前記冷却器は、前記複数の部分として、前記第１の方向から見て前記受電コイルと重なる位置に配置された１つ以上の第１の部分と、前記第１の方向から見て前記受電コイルとは重ならない位置に配置された１つ以上の第２の部分とを含み、
   前記流量制御器は、前記電力を受電するときの前記受電コイルの発熱量と対応関係を有するパラメータに基づいて、前記第１の部分における前記流体の量を変化させ、
   前記非接触充電装置は、更に、前記電力の量を測定する電力測定器を含み、
   前記パラメータは、前記電力測定器の測定値であることを特徴とするバッテリ冷却システム。
2. 電動車両に搭載されたモータを駆動させるバッテリと、
   給電コイルによってワイヤレス伝送された電力を用いて前記バッテリを充電する非接触充電装置と、
   前記バッテリを冷却する冷却装置とを備え、
   前記非接触充電装置は、前記電力を受電する受電コイルを含み、
   前記受電コイルは、その少なくとも一部が、前記電動車両の高さ方向に平行な第１の方向から見て前記バッテリと重なる位置に配置され、
   前記冷却装置は、流体を用いて前記バッテリを冷却する冷却器と、前記流体の量を制御する流量制御器とを含み、
   前記冷却器は、前記第１の方向から見て前記バッテリと重なる複数の部分を含み、
   前記流量制御器は、前記複数の部分毎に前記流体の量を制御し、
   前記給電コイルは、地上または地中に設置され、
   前記冷却装置は、更に、前記受電コイルが前記電力を受電するときに、前記複数の部分の各々が、前記第１の方向から見て前記給電コイルと重なる位置に配置された部分であるオーバーラップ部分であるか否かを判定する判定部を含み、
   前記流量制御器は、前記オーバーラップ部分であるか否かによって、前記複数の部分の各々における前記流体の量を変化させることを特徴とするバッテリ冷却システム。
3. 更に、前記給電コイルの位置を検出する位置検出器を備え、
   前記判定部は、前記位置検出器の検出結果を用いて前記複数の部分の各々の判定を行うことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ冷却システム。
4. 前記冷却装置は、更に、前記位置検出器の検出結果を用いて前記給電コイルと前記受電コイルとの間隔を算出する算出部を含み、
   前記流量制御器は、前記算出部によって算出された前記間隔に基づいて、前記オーバーラップ部分における前記流体の量を変化させることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ冷却システム。
5. 前記冷却器は、前記複数の部分として、前記第１の方向から見て前記受電コイルと重なる位置に配置された複数の第１の部分と、前記第１の方向から見て前記受電コイルとは重ならない位置に配置された複数の第２の部分とを含むことを特徴とする請求項２に記載のバッテリ冷却システム。

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