WO2007043341A1

WO2007043341A1 - 車両搭載機器の冷却装置

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Publication number: WO2007043341A1
Application number: PCT/JP2006/319233
Authority: WO
Inventors: Osamu Shinmura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2008-04-06
Also published as: JP4274165B2; KR100942558B1; US7900727B2; EP1932707B1; JP2007099150A; KR20080056757A; CN101934724B; CA2624804C; CA2624804A1; CN101934724A; CN101282852B; US20090260905A1; EP1932707A4; CN101282852A; EP1932707A1

Abstract

冷却装置は、バッテリ（１０１０）とＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２０）とを冷却する。ダクト（１０３２）には、定格容量の大きなバッテリ冷却ファン（１０１２）が設けられ、ダクト（１０３２）は、バッテリ冷却ファン（１０１２）の下流側でバッテリ側吸気ダクト（１０３４Ｂ）とＤＣ／ＤＣコンバータ側吸気ダクト（１０３６）とに分岐される。バッテリ側吸気ダクト（１０３４Ｂ）にはバッテリ（１０１０）が冷却風を受けるように設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ側吸気ダクト（１０３６）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２０）が冷却風を受けるように設けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２０）の直上流には定格容量の小さいＤＣ／ＤＣコンバータ冷却ファン（１０２２）が設けられる。ＥＣＵは、バッテリ（１０１０）およびＤＣ／ＤＣコンバータ（１０２０）の温度に基づいて、２台の冷却ファンを制御する。

Description

明細書車両搭載機器の冷却装置技術分野

本発明は、車両に搭載された機器の冷却装置に関し、特に、適切に機器を冷却することができる車両搭載機器の冷却装置に関する。背景技術 '

内燃機関（たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の機関を用いることが考えられる。）と電気モータとを組合せたハイブリドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。このような車両においては、走行用の電気モータを駆動するための二次電池やインバータゃ D C /Ό Cコンバータ等の電気機器を搭載している。この二次電池は、化学反応により放電や充電が行なわれ、この化学反応が発熱を伴うため、冷却する必要がある。また、インバータゃ D C ZD Cコンバータもパワー素子が発熱するため：冷却する必要がある。 - , ' , このような二次電池は、たとえば、車両後席とラゲッジルームとの間に配置されることがある。この二次電池は、空気通路をなすダクト状のケーシンク内に配置されており、ケ一シンク内で二次電池の空気上流側で、バッテリと後部座席との間には、バッテリを冷却する冷却風を発生する冷却ファンが配置されている。そして、このケーシンクの上流端部は、車室内に連通（具体的にはリアパッケ一ジトレーに開口）しているため、二次電池が、車室内の空気にて冷却されることになる。

また、インバータゃ D C /D Cコンバータは、 P C U (Power Control Unit) と呼ばれる電気機器として一体化されて車両に搭載されることもある。この P C Uは、エンジンルームに搭載され、空気や水を媒体として冷却される。

ハイブリッド車両においては、エンジンに加えてこのような二次電池や P C U を搭載しなければならないので、車両搭載性の向上のため、二次電池や P C Uを小型化する必要がある。特開 2 0 0 4— 3 0 6 7 2 6号公報は、ノくッテリと、 D CZD Cコンバータゃシステムメインリレーなどの電気機器とを含めたバッテリパックにおいて、バッテリパックを大型化することなく、バッテリと電気機器との双方を良好に冷却する、バッテリパックの冷却構造を開示する。この冷却構造は、バッテリモジュールを備えたバッテリ部と、バッテリ部に付属する電気部品を含んで構成される付属品部とから構成される、車両用バッテリパックを冷却するための構造である。この冷却構造は、バッテリ部と付属品部とに並列に冷却媒体を流通させるための流通路と、流通路に冷却媒体を流通させる冷却ファンとを含む。、

このバッテリパック冷却構造によると、冷却ファンは、流通路を介してバッテリ部と付属品部とに並列に冷却媒体を流通させるので、バッテリモジュールおよび電気部品の双方を効率的に冷却することができ、かつ小型化できる。'

しかしながら、特開 2 0 0 4— 3 0 6 7 2 6号公報に開示されたバッテリパック冷却構造は、バッテリパックに含まれるバッテリ部と付属品部とに共通するフアンを用いて、バッテリモジュールと電気部品の双方を冷却する。このため、冷却ファンを含むバッテリパック（バッテリモジュールと電気部品とを含む）を小型化できても、バッテリモジュールおよび電気部品のいずれか一方の冷却要求に適切に応じることができない。 ' - 発明の開示

本宪明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両に搭載される機器である、二次電池を一例とする蓄電機構および電気機器を的確に冷却することができる、冷却装置を提供することである。

この発明のある局面に係る冷却装置は、車両に搭載された蓄電機構および電気機器を冷却する。この冷却装置は、蓄電機構を冷却する媒体を蓄電機構に供給する第 1の供給路と、電気機器を冷却する媒体を電気機器に供給する第 2の供給路とを含む。第 1の供給路および第 2の供給路の一方の供給路は、蓄電機構および電気機器の上流側の分岐部で他方の供給路から分岐される。冷却装置はさらに、蓄電機構および電気機器の冷却要求に応じて、第 1の供給路に供給される媒体流量と第 2の供給路に供給される媒体流量とを調整する調整機構を含む。

この発明によると、第 1の供給路および第 2の供給路の一方の供給路《：、窖電 _機構および電気機器の上流側の分岐部で他方の供給路から分岐する構成としたので、供給路を共用でき、冷却装置の大きさを抑制できる。さらに、たとえば分岐部において第 1の供給路（または第 2の供給路）に流れる媒体の流量を調整する調整機構を設けた。この調整機構は、蓄電機構および電気機器の冷却要求に応じて媒体の流量を調整するので、冷却要求がより大きな方に多くの媒体を供給するようにできる。その結果、車両に搭載される機器である、蓄電機構および電気機器を的確に冷却することができる、冷却装置を提供することができる。

好ましくは、調整機構は、分岐部、分岐部よりも上流の供給路および下流の供給路の少なくともいずれかに設けられ、第 2の供給路の開口断面積を変化させる機構を含む。 '

この発明によると、分岐部における第 2の供給路の開口断面積を変化させて、 ,第 2の供給路に流れる媒体の流量（ひいては第 1の供給路に流れる媒体の流量）を調整することができる。

さらに好ましくは、調整機構は、分岐部よりも上流に設けられ、媒体を供給する第 1の媒体供給機構と、分岐部よりも下流の第 1の供給路および第 2の供給路のいずれかに設けられ、媒体を供給する第 2の媒体供給機構と、媒体供給機構を制御する制御ュニットとを含む。

この発明によると、分岐部よりも上流に、媒体を供給する第 1の媒体供給機構としてポンプ（媒体が液体）やファン（媒体が気体）を設ける。さらに分岐部よりも下流のいずれかの供給路に、もう 1つの第 2の媒体供給機構を設ける。 2つの媒体供給機構の中で 1つのみ動作させたり 2つとも動作させたりするように、蓄電機構および電気機器の冷却要求に応じて制御ュニットが媒体供給機構を制御することにより、蓄電機構と電気機器とを適切に冷却することができる。その結果、車両に搭載される機器である、蓄電機構および電気機器を的確に冷却することができる、冷却装置を提供することができる。

この発明の別の局面に係る冷却装置は、車両に搭載された蓄電機構および電気機器を冷却する。この冷却装置は、蓄電機構を冷却する媒体を蓄電機構に供給する第 1の供給路と、電気機器を冷却する媒体を電気機器に供給する第 2の供給路とを含む。第 1の供給路および第 2の供給路の一方の供給路は、蓄電機構および電気機器の下流側の合流部で他方の供給路と合流される。冷却装置はさらに、蓄電機構および電気機器の冷却要求に応じて、第 1の供給路に供給される媒体流量と第 2の供給路に供給される媒体流量とを調整する調整機構を含む。

この発明によると、第 1の供給路および第 2の供給路の方の供給路は、蓄電機構および電気機器の下流側の合流部で他方の供給路に合流する構成としたので、供給路を共用でき、冷却装置の大きさを抑制できる。さらに、たとえば合流部において第 1の供給路（または第 2の供給路）に流れる媒体の流量を調整する調整機構を設けた。この調整機構は、蓄電機構および電気機器の冷却要求に応じて媒体の流量を調整するので、冷却要求がより大きな方に多くの媒体を供糸するようにできる。その結果、車両に搭載される機器である、蓄電機構および饒気機器を的確に冷却することができる、冷却装置を提供することができる。

好ましくは、調整機構は、合流部、合流部よりも上流の供給路および下流の供給路の少なくともいずれかに設けられ、第 2の供給路の開口断面積を変化させる機構を含む。

この発明によると、合流部における第 2の供給路の開口断面積を変化させて、第 2の供給路に流れる媒体の流量（ひいては第 1の供給路に流れる媒体の流量）を調整することができる。 '

さらに好ましくは、調整機構は、合流部よりも下流に設けられ、媒体を供給する第 1の媒体供給機構と、合流部よりも上流の第 1の供給路および第 2の供給路のいずれかに設けられ、媒体を供給する第 2の媒体供給機構と、媒体供給機構を制御する制御ュニットとを含む。

この発明によると、合流部よりも下流に、媒体を供給する第 1の媒体供給機構としてポンプ（媒体が液体）やファン（媒体が気体）を設ける。さらに合流部よりも上流のいずれかの供給路に、もう 1つの第 2の媒体供給機構を設ける。 2つの媒体供給機構の中で 1つのみ動作させたり 2つとも動作させたりするように、蓄電機構および電気機器の冷却要求に応じて制御ュニットが媒体供給機構を制御することにより、蓄電機構と電気機器とを適切に冷却することができる。その結果、車両に搭載される機器である、蓄電機構および電気機器を的確に冷却することができる、冷却装置を提供することができる。

さらに好ましくは、蓄電機構および電気機器の中で冷却要求がより大きな方が設けられた供給路に、第 2の媒体供給機構が設けられる。

この発明によると、冷却要求がより大きな方が設けられた供給路に第 2の媒体供給機構が設けられると、その供給路には、直列に並べられた 2つの媒体供給機構により媒体が供給される。このため、冷却要求がより大きな方を、より冷却することができる。

さらに好ましくは、第 2の媒体供給機構の能力が集 1の媒体供給機構の能力よりも小さい。

この発明によると、 2つの媒体供給機構が動作したときには、第 2の媒体供給機構の能力が第 1の媒体供給機構の能力よりも大きいと、第 2の媒体供給機構が設けられた供給路に多くの媒体が供給される。このような事態を回避するために、第 2の媒体供給機構の能力が第 1の媒体供給機構の能力よりも小さくしている。これにより、蓄電機構および電気機器の両方から冷却が要求された場合であっても、両方を適切に冷却することができる。

さらに好ましくは、媒体は気体であって、媒体供給機構はファンである。

この発明によると、冷却気体（空気）をファンにより供給することにより、適切に蓄電機構および/または電気機器を冷却することができる。

さらに好ましくは、蓄電機構は二次電池およびキャパシタの少なくともいずれかであって、電気機器は電力変換機器である。

この発明によると、たとえば、冷却気体（空気）をファンにより供給することにより、適切に二次電池およびキャパシタの少なくともいずれか、およびノまたは、電力変換機器を冷却することができる。

さらに好ましくは電力変換機器はインバータおよびコンバータの少なくともいずれかである。

この発明によると、たとえば、冷却気体（空気）をファンにより供給することにより、適切に二次電池およびキャパシタの少なくともいずれか、および/または、インパータおよびコンバータの少なくともいずれかを冷却することができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施例に係る冷却装置が搭載される車両の側面図である。 - 図 2は、本発明の実施例に係る冷却装置が搭載される車両の上面図である。

図 3は、図 1の拡大図である。

図 4は、図 3のバッテリの展開模式図である。

図 5は、図 4のバッテリパックを構成するバッテリモジュールの斜視模式図である。

図 6は、図 3の D CZD Cコンバータの展開模式図である。

図 7は、本発明の実施例に係る冷却装置の構造模 iC図である。

図 8は、本発明の実施例に係る冷却装置の制御ブロック図である。

図 9は、図 8の E C Uで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。 ' ，図 1および図 2を参照して、本発明の実施例に係る、駆動用電源ユニット 2 0 の冷却装置が採用された車両 1 0について説明する。駆動用電源ュニット 2 0は、蓄電機構と付属電気機器とから構成される。この蓄電機構は、二次電池（以下、バッテリと記載する場合がある。）のみならず、燃料電池、キャパシタなどであつてもよレ、。また、蓄電機構がバッテリである場合には、鉛蓄電池、リチウムィオン電池およびニッケル水素電池のいずれであっても、それらとは別の電池であつてもよレ、。また、付属電気機器は、インバータゃ D C/D Cコンバータ等の電気機器であって、冷却が必要な機器である。

なお、以下においては、蓄電機構がバッテリ（二ッケノレ水素バッテリ）であるものとして、付属電気機器が D CZD Cコンバータであるとして、この駆動用電源ユニット 2 0が車両後方に搭載されるものとして説明する。したがって、本発明の実施例においては、ィンバータと D CZD Cコンバータとは別体として車両 1 0に搭載される。このように別体とすることにより、インバータと D CZD C コンバータとを別々に交換することができる。これにより、一体化していると、 _いずれか一方の故障により一体化されたィンバータと D C/D Cコンバータとの両方を交換するという不具合を回避できる。

図 1および図 2に示す駆動用電源ユニット 2 0は、ノくッテリ部 1 0 0と、そのバッテリ部 1 0 0に付属する冷却装置の一部である吸気管路および排気管路から構成される。バッテリ部 1 0 0は、バッテリパックを含み、バッテリパックは複数のバッテリモジュールから構成され、各モジュールは複数のバッテリセルから構成される。たとえば、一例ではあるが、 6セルで 1モジュールを形成し、 3 0 モジュールで 1個のバッテリパックを形成する。

図 1および図 2に示すように、この車両 1 0には、リャシート 1 2のさらに後方であって、かつラゲッジルームフロアの上方に、この車両 1 0を駆動するモータに電力を供給する駆動用電源ュニット 2 0が搭載される。

なお、図 2では、後席後方から車室内の冷却空気を吸引するように記載したが、本発明はこれに限定されるわけではな、。後席側方から冷却空気を吸引するものであっても、後席上方や後席下方から冷却空気を吸引するものであってもよい。また、車室内に空気を排出するものであってもよい。 ' ，図 3に、図 1の部分拡大図を示す。図 3には、リャシート 1 2を含む車両 1 0 の後部のみを記載する。

図 3に、本発明の実施例に係る駆動用電源ュニット 2 0の冷却装置 1 0 0 0を車両に搭載した図を示す。図 3に示すように、この冷却装置 1 0 0 0は、車室内空間（搭乗空間） 2 0 0 0より車両後方側のラゲッジルーム（搭乗空間以外の空間）内に配設される。また、この冷却装置 1 0 0 0は、車両幅方向の両側のタイャハウス 2 0 0を避けるように車両幅方向のほぼ中央部に設置されている。

冷却装置 1 0 0 0は、車両の駆動源である充放電可能なバッテリ 1 0 1 0と、バッテリ冷却ファン 1 0 1 2と、 D C/D Cコンバータ 1 0 2 0と、 D C ^D C コンパ一タ冷却フアン 1 0 2 2とを含む。

バッテリ 1 0 1 0は、たとえば、上述したように、角型のバッテリセル（通常 1 . 2 V程度の出力電圧）が 6個直列に接続されて 1個のバッテリモジュールを形成し、多数（20〜30個）のバッテリモジュールを直列に接続してバッテリパックとして構成される。なお、このバッテリ 1010は、車両幅方向のリャサィドメンバの内側に収まるような寸法である。

冷却装置 1000は、車室内空間 2000の空気を、吸込口 1030からダクト 1032を介してバッテリ冷却ファン 1012またはおよび DCZDCコンバータ冷却ファン 1022により吸引することにより、これらのバッテリ 101 0およびまたは DC/DCコンバータ 1020を冷却する。

ダクト 1032は、バッテリ冷却ファン 1012の下流側で、バッテリ側ダクト 1034と DC/DCコンバータ側ダクト 1036とに分岐され、ノッテリ側ダクト 1034の下流側にバッテリ 101◦が設けられ、 DCZDCコンバータ側ダクト 1036の下流側に DCZDCコンバータ冷却ファン 1022が設けられる。 D C/D Cコンバータ冷却フアン 1022の下流側に D C/D Cコンバータ 1020が設けられる。

バッテリ 1010からの排風は、バッテリ側排気ダクト 1038を通って、 D C DCコンバータ 1020からの排風は、 DCZDCコンバータ側排気ダクト

1040を通って、その後、合流して、排出口 1050から車外に排出される。吸込口 1030は、リァガラス 2200の下方部位に位置するリァパッケージトレー（通常、オーディオのスピーカ一等が設置される部材）に開口している。つまり、ダクト 1032は、図 3に示すように上方から下方に延びるように配置されているため、車室内空気は、図 3の矢印で示すように上方から下方に流れ、この車室内空気は、ノッテリ冷却ファン 1012によってバッテリ 1010に向けて吸い込まれ（バッテリモジュールの間を流れて）、その後、バッテリ 101 0を冷却した空気は、バッテリ 10 L0の後方側に形成された排出口 1050力ら車外に排出される。

バッテリ冷却ファン 1012が駆動している場合、駆動していない場合のいずれの場合であっても、 DCZDCコンパータ冷却ファン 1022が駆動されると、車室内空気は、図 3の矢印で示すように上方から下方に流れ、この萆室内空気は、 DC/DCコンバータ 1020に向けて吸い込まれ、 DCZDCコンバータ 10

20の基板に当接された冷却フィンの間を流れる。その後、 DCZDCコンパ一タ 1 0 2 0を冷却した空気は、 D C /D Cコンバータ 1 0 2 0の後方側に形成された排出口 1 0 5 0から車外に排出される。 - 図 4に、図 3のバッテリ 1 0 1 0の展開模式図を、図 5に、図 4のバッテリ 1 0 1 0を構成するバッテリモジュールの斜視模式図を、それぞれ示す。

図 4に示すように、バッテリ 1 0 1 0は、バッテリカバ一 2 1 0 2およびロワ一ケース 2 1 2 2からなる外装部材の内部にバッテリパッ 2 1 2 0が収容された構造である。ノくッテリパック 2 1 2 0は、複数のバッテリモジュール 2 1 3 0 を積層して形成される。バッテリモジュール 2 1 3 0はいわゆる角型平板状の外形を有している。、

バッテリモジュール 2 1 3 0は複数のバッテリセルを含む。具体的には、図 5 に示すように、ノくッテリモジュール 2 1 3 0はモジュール外装部材である一体の角型電槽 2 1 3 8と、この角型電槽 2 1 3 8の內部の隔壁により仕切られた 6つのバッテリセル 2 1 4 0〜 2 1 5 0とを備える。角型電槽 2 1 3 8の長軸方向における端面上には、端子 2 1 2 8が形成されている。角型電槽 2 1 3 8の側面上には、バッテリモジュール 2 1 3 0の間に冷却風流路としての間隙を形成するための突起部 2 1 5 2が形成されている。バッテリモジュール 2 1 3 0を積層したノくッテリパック 2 1 2 0 (図 4参照）では、ノッテリモジュール 2 1 3 0の突起部 2 1 5 2どうしが当接したり、突起部 2 1 5 2とバッテリモジュール 2 1 3 0 の壁面とが当接したりすることにより、バッテリモジュール 2 1 3 0の間に間隙が形成される。なお、図 5では排気端子 2 1 2 6 (図 4参照）の図示を省略するとともに、バッテリセル 2 1 4 0〜2 1 5 0を説明するために角型電槽 2 1 3 8 の一部を除去した状態を示している。

それぞれのパッテリセル 2 1 4 0〜2 1 5 0は基本的に同様の構造を備える。第 1のバッテリセル 2 1 4 0を例として説明すると、バッテリセル 2 1 4 0は、たとえばシート状の複数の電極部材をセパレ一タによって絶縁状態として相互に重ねて構成された積層電極体 2 1 5 4と、積層電極体 2 1 5 4を挟むように配置された一対の集電板 2 1 5 6とからなる。なお、積層電極体 2 1 5 4には電解液が含浸あるいは注入されている。

積層電極体 2 1 5 4においては、正極となる電極部材と、負極となる電極部材とが交互に重なった状態となっている。また、正極となる電極部材の端部は、一括して一方の集電板 21 56に接続されている。そして、負極となる電極部材の端部は、一括して他方の集電板（図示せず）に接続されている。この結果、正極となるすべての電極部材と一方の集電板 2156とが電気的に接続された状態となる。また、負極となるすべての電極部材と他方の集電板とが電気的に接続された状態となる。バッテリモジュール 2130に含まれるバツテリセル 2140〜 21 50は、電気的に直列接続されている。たとえば、ノくッテリセル 140~1

50のそれぞれの定格電圧が 1. 2Vである場合、ノッテリモジュール 21 30 全体の定格電圧は 7. 2Vとなる。なお、バッテリセル 2140〜2 1 50の構成は、上述したような構成に限らず他の構成であってもよい。

図 4に示すように、ノッテリノ、。ック 2120の両端部には拘束プレート 2 1 1

6、 21 18が配置されている。拘束プレート 21 16、 21 18は、拘束パイプ 2108、 21 10により互いに接続および固定されている。なお、拘束プレ

,—ト 21 16、 21 18はロワ一ケース 2122に固定されている。また、個々のバッテリモジュール 21 30もロワ一ケース 21 22に固定されている。ノくッテリパック 2120を構成するバッテリモジュール 21 30のそれぞれの側面（端面）上には、すでに述べたようにバッテリモジュール 21 30へと霄流の入出力を行なうための端子 2128が形成されている。このバッテリモジユール 21 30の端子 2128を互いに接続するため、バッテリパック 2 1 20の側面上にはバスバ一モジュール 21 1 2、 21 14が配置されている。バスバーモジュール 21 12、 21 14がバッテリモジュール 2130のそれぞれの端子 2 1 28に接続されることにより、ノッテリパック 2120ではバッテリモジユーノレ 21 30が電気的に直列接続されている。

ノくッテリパック 2120の上部表面上には、ノくッテリモジュール 2 1 30から排気される水素ガスなどを一括して排出するための安全弁を内蔵した排気端子 2 1 26が形成されている。この排気端子 2126上には、排気端子 2 1 26に接続され、バッテリモジュール 2130から排出される水素ガスなどをバッテリ 1 0 10の外部へ排出するための排気ホース 2104が設置されている。また、バッテリパック 2120の下面には、ノッテリパック 2120の温度を測定するための温度センサ 2 1 2 4およびハーネスが配置されている。この温度センサ 2 1

2 4の出力に応じて、ノッテリノ、。ック 2 1 2 0の温度を所定の範囲に保持するた ―め、ノッテリパック 2 1 2 0へバッテリ冷却ファン 1 0 1 2を用いて車室内から冷却風が供給される。

このバッテリモジュール 2 1 3 0は、突起部 2 1 5 2を有するので、図 4に示すようにバッテリモジュール 2 1 3 0を併設した場合、ノツテリモジュール 2 1

3 0間に突起部 2 1 5 2により、バッテリモジュール 2 1 3 0間の空隙が形成される。この空隙をバッテリモジュールの 2 1 3 0の上方から下方に向かって冷却風が流通させる（ダウンフロー方式）。この冷却風よりバッテリモジュール 2

1 3 0が冷却される。

図 6に、図 3の D Cノ D Cコンバータ 1 0 2 0の展開模式図を示す。，図 6に示すように、 D C/D Cコンバータ 1 0 2 0は、電磁シールドカバー 3 0 1 0に覆われた、半導体素子 3 0 3 0、トランス 3 0 4 0および基板 3 0 5 0から構成される。特に、発熱量が大きい半導体素子 3 0 3 0およびトランス 3 0 4 0は、冷却フィン 3 0 2 0に当接されるように配置される。この冷却フィン 3 0 2 0に向かって、 D C/D Cコンバータ側吸気ダクト 1 0 3 6から冷却風が導入される。冷却フィン 3 0 2 0から熱を奪った冷却風は、 D CZD Cコンバータ側排気ダクト 1 0 4 0を通って、排出口 1 0 5 0から車外へ排出される。なお、冷却フィン 3 0 2 0の素材は、熱伝導率が高いものである。

図 7に、図 3に示した冷却装置 1 0 0 0の構造模式図を示す。バッテリ側吸気ダクト 1 0 3 4は、 D C_ D Cコンバータ側吸気ダクト 1 0 3 6と分岐するまでのバッテリ側吸気ダクト 1 0 3 4 Aと、 D CZD Cコンバータ側吸気ダクト 1 0 3 6と分岐した後のバッテリ側吸気タクト 1 0 3 4 Bと力ら構成される。バッテリ側排気ダクト 1 0 3 8は、 D CZD Cコンバータ側排気ダクト 1 0 4 0と合流するまでのバッテリ側排気ダクト 1 0 3 8 Bと、 D CZD Cコンバータ側排気ダクト 1 0 4 0と合流した後のバッテリ側排気ダクト 1 0 3 8 Aとから構成される。なお、その他の構造は、前述の図 3と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。

このような構造にすると、吸気ダクトおよび排気ダクトの管路抵抗を小さくすることができ、冷却風の圧力損失（以下、圧損と記載する場合がある）を低減させることができるので、冷却ファンの定格容量（吐出流量と吐出圧力で規定されるものとする）を小さくすることができ、消費電力の低減が図れる。

図 8に、本発明の実施例に係る冷却装置 1000の制御ブロック図を示す。図 8に示すように、この冷却装置 1000は、 ECU (Electronic Control Unit) 4000により制御される。

バッテリ 1010は、バッテリ 1010の温度（代表温度）を検知するバッテリ温度センサ 4012が設けられている。このバッテリ温度センサ 401 2が図 4に示した温度センサ 2124に相当する。 DC/t)Cコンバータ 1 020は、 DCZDCコンバータ 1020の温度を検知するために、基板 3050上に基板上サーミスタ 4022が設けられている。，

バッテリ温度センサ 401 2および基板上サーミスタ 4022は、 ECU40 00に接続され、バッテリ温度および DCZDCコンバータ温度を、それぞれ E CU4000に送信する。 ECU4000は、この温度に基づいて、ノッテリ冷却ファン 10 12を駆動するバッテリ冷却ファンモータ 4040および DC/D Cコンバータ冷却ファン 1022を駆動する DCZDCコンバータ冷却ファンモータ 4050を、それぞれ制御するためのモータ駆動指令信号を出力する。なお、これらのバッテリ冷却ファンモータ 4040および DC/DCコンバータ冷却フアンモータ 4050は、電圧制御や電流制御により、連続的にまたは段階的に回転数を制御できるようにしてもよい。このようにすると、バッテリ冷却ファン 1 012および DCZDCコンバータ冷却ファン 1022の特性（流量特性、圧力特性）を、 ECU400◦が制御できる。さらに、定格容量は、バッテリ冷却フアン 101 2の方が DC/DCコンバータ冷却ファン 1022よりも、（吐出流量も吐出圧力も）大きいものとする。

図 9を参照して、図 8の ECU4000で実行されるプロクラムの制御構造について説明する。なお、この図 9に示すフローチャートで表わされるプログラムは、イクニッシヨンスィツチが HVシステムの起動開始に対応する状態にされたときから、一定の間隔（サイクルタイム）で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップを Sと記載する） 100にて、バッテリ 1010の温度および DC ZD Cコンバータ 1020の温度を表わす基板 3050上の温度を検知する。このとき、 ECU4000は、ノッテリ温度センサ 40 12からの -入力信号および基板上サーミスタ 4022からの入力信号に基づいて、それぞれの温度を検知する。

S 200にて、 ECU4000は、基板上温度が温度しきいィ直（1) よりも高いか否かを判断する。基板上温度が温度しきい値（1) よりも高いと（S 200 にて YES) 、処理は S 300へ移される。もしそうでないと（S 200にてN O) 、処理は S 400へ移される。，

S 300にて、 ECU4000は、 D C/D Cコンバータ冷却ファンモータ 4 050に駆動指令を出力する。この駆動指令により、 DC/DCコンバータ冷却ファン 1022が動作して、車室内から冷却風が DCZDCコンバータ 1020 のみに供給される。 '

S 400にて、 ECU4000は、ノッテリ温度が温度しきい値（2) よりも .高いかまたは基板上温度が温度しきい値（3) よりも高いか否かを判断する。なお、温度しきい値 (3) は温度しきい値（1) よりも高く設定されている。バッテリ温度が温度しきい値（2) よりも高いかまたは基板上温度が温度しきい値

(3) よりも高いと（S 400にて YES) 、処理は S 500へ移される。もしそうでないと（ 400にて1^〇）、この処理は終了する。

S 500にて、 ECU4000は、バッテリ冷却ファンモータ 4040に駆動指令を出力する。この駆動指令により、'バッテリ冷却ファン 101 2が動作して、車室内から冷却風がバッテリ 10 10および DC/DCコンバータ 1 020に供給される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本発明の実施例に係る冷却装置 1000の動作について説明する。なお、温度しきい値（1) 、温度しきい値（2) および温度しきい値（3) の設定により、 DC/DCコンバータ 102 0からの冷却要求があるが、バッテリ 1010からの冷却要求がない状態が発生すると想定する。

[バッテリ冷却要求なし、 D C/D Cコンバ一タ冷却要求あり ]

ィグニッシヨンスィッチが操作されて、 HVシステムが作動を開始すると、ノくッテリ温度および基板上温度が検知される（S 100) _D DCノ DCコンバータ 1020の基板上温度が温度しきい値（1) よりも高く（S 200にて YES) 、ノッテリ 1010の温度が温度しきい値（2) よりも高くないと（S 400にて YES) 「バッテリ 1010からの冷却要求なし、 DCZDCコンバータ 10 20からの冷却要求あり」の状態であると判断される。ただし、ここで、 DC/ DCコンバータ 1020の基板上の温度は温度しきいィ直 (3) よりも高くないとする。

このような状態の場合には、定格容量の小さな DCZDCコンバータ冷却ファン 1022のみが作動するように DCZDCコンバニタ冷却ファンモータ 405 0に駆動指令が出力される（S 300) 。このとき、バッテリ冷却ファン 101 0は作動しない。 ,

このようにすると、バッテリ 1010に比較して発熱量が大きく、車両の駆動状態に応じて発熱変動が大きい DCZDCコンバータ 1020のみが冷却を要求している場合に定格容量の小さな DC/DCコンバータ冷却ファン 1022のみを用いて適切に D CZD Cコンバータ 1020を冷却することができる。

[バッテリ冷却要求なし、 DCZDCコンバータ冷却要求さらにあり]

DC/DCコンバータ 1020の基板上温度が温度しきい値（1)' よりも;^く (S 200にて YES) 、バッテリ 1010の温度が温度しきい値 (2) よりも高くないが、 DC/DCコンバータ 1020の基板上温度が温度しきい値（3) よりも高いと（S 400にて YES) 、「バッテリ 1010からの冷却要求なし、 DC/DCコンバータ 1020からのさらなる冷却要求あり」の状態であると判断される。

このような状態の場合には、定格容量の小さな DCZDCコンバータ冷却ファン 1022に加えて、定格容量の大きなバッテリ冷却ファン 101◦が作動するように、 DC/DCコンバータ冷却ファンモータ 4050に駆動指令が出力されるとともに（S 300) 、バッテリ冷却ファンモータ 4040に駆動指令が出力される（S 500) 。したがって、このとき、バッテリ冷却ファン 1010および D CZD Cコンバータ冷却フアン 1020が作動する。

このようにすると、バッテリ 101◦に比較して発熱量が大きく、車両の駆動状態に応じて発熱変動が大きい DC/DCコンバータ 1 020がさらに冷却を要求している場合に、定格容量の小さな DC/DCコンバータ冷却ファン 1 0 22 に加えて、定格容量の大きなバッテリ冷却ファン 1 0 1 2を作動させて、大流量の冷却風を D CZD Cコンバータ 1 0 20に送り込んで、 D C/Ό Cコンバータ 1 020を十分に冷却することができる。なお、このとき、バッテリ冷却ファン 1 0 1 2の作動によりバッテリ 1 0 1 0への冷却風の流れを形成するものの、 D C/DCコンバータ冷却ファン 1 0 2'2が作動しているので、 DCZDCコンパータ 1 020側の吸気ダクトの圧力が低く、冷却風はより多く DCZDCコンパータ 1 0 20に流れ、さらなる冷却を要求している DC/DCコンバータ 1 02 0を適切に冷却できる。このとき、 DC/DCコンバータ 1 0 20からみると、 2台の冷却ファンが直列接続されたことになっている。，

レッテリ冷却要求あり、 D CZD Cコンバータ冷却要求あり ]

DC/DCコンバータ 1 0 20の基板上温度が温度しきい値（1) よりも高く (S 200にて YE S) 、バッテリ 1 0 1 0の温度が温度しきい値（2) よりも高いか、，または、 DCノ DCコンバータ 1 0 20の基板上温度が温度しきい値

(3) よりも高いと（S 400にて YE S) 、「バッテリ 1 0 1 0からの冷却要求あり、 DCZDCコンバータ 1 0 20からの（さらなる）冷却要求あり」の状態であると判断される。

このような状態の場合には、定格容量の小さな DCZDCコンバータ冷却ファン 1 0 22に加えて、定格容量の大きなバッテリ冷却ファン 1 0 1 0が作動するように、 DCZDCコンバータ冷却ファンモータ 40 50に駆動指令が出力されるとともに（S 300) 、バッテリ冷却ファンモータ 4040に駆動指令が出力される（S 5 00) 。したがって、このとき、バッテリ冷却ファン 1 0 1 0および DC/DCコンバータ冷却ファン 1 0 20が作動する。

このようにすると、ノくッテリ 1 0 1 0および DCZDCコンバータ 1 0 20力冷却を要求している場合に、定格容量の小さな D CZD Cコンバ一タ冷却ファン 1 022に加えて、定格容量の大きなバッテリ冷却ファン 1 0 1 2を作動させて、大流量の冷却風をバッテリ 1 0 1 0および DC/DCコンバータ 1 0 20に送り込んで、バッテリ 1 0 1 0および DCZDCコンバータ 1 0 20を冷却することができる。

なお、このとき、 DCZDCコンバータ冷却ファン 1022の定格容量がバッ -テリ冷却ファン 1010の定格容量よりも小さいので、バッテリ冷却ファン 10 12で送り込まれた冷却風がすべて DCZDCコンバータ冷却ファン 1022により吸い込まれて DC/DCコンバータ 1020にしか冷却風が送り込まれないで、バッテリ 1010への冷却風が不足するという事態を回避できる。このこと- は、 DCZDCコンバータ冷却ファン 1022の定格容量がバッテリ冷却ファン 1010の定格容量よりも大きいと想定すると、バッテリ冷却ファン 1012 (定格容量小）で送り込まれた冷却風がすべて DCZDCコンバータ冷却ファン 1022 (定格容量大）により吸い込まれるおそれがあることからも類推できる。 ' ，

なお、バッテリ 1010からの冷却要求があって、 DCZDCコンバータ 10 20からの冷却要求がない場合には、バッテリ冷却ファン 1012のみを作動させればよい。

以上のようにして、本発明の実施例に係る冷却装置によると、分岐された吸気通路を設けて 2種類の被冷却物（バッテリと DCZDCコンバータ）を冷却するにあたり、定格容量の異なる 2台の冷却ファンを吸気通路の分岐前と分岐後にそれぞれ 1台ずつ配置する。このとき、冷却要求がより大きくなる被冷却物側べの分岐後の吸気通路に定格容量の小さい方の冷却ファンを配置する。このような構成とした上で、冷却要求が大きくなる被冷却物の冷却要求が小さいときには分岐後に配置された定格容量の小さい方の冷却ファンのみを用いて冷却風を送り込む。冷却要求が大きくなる被冷却物の冷却要求がより大きくなると 2台の冷却フアンを作動させて 2台の冷却ファンを直列接続状態として冷却風を送り込む。また 2つの被冷却物が冷却を要求すると、 2台の冷却ファンを作動させて冷却風を送り込む。 2台の冷却ファンを作動させたときに、 2台の定格容量が異なりかつ分岐後に定格容量の小さい冷却ファンを配置したので、一方にのみ冷却風が送り込まれるという事態を回避して、 2つの被冷却物を適切に冷却することができる。なお、 DCZDCコンバータ 1020と DCZDCコンバータ冷却ファン 10 22とは、一体的に構成されるようにしてもよい。このようにすると、 DCZD Cコンバータ冷却ファンモータ 4050の制御基板を DC/DCコンバータ 10 20の基板に取り込むことができる。さらに、一体化するともに、 DC/DCコ -ンバータ 1020と DC/DCコンバータ冷却ファン 1022とを密閉化すると、空気の漏れがなくなり冷却効率を向上させることができる。

さらに、図 7に示した構造模式図に代えて、

1) DC/DCコンバータ冷却ファン 1022を設けないで、バッテリ側吸気ダクト 1034 Aと、 D C/D Cコンバータ側吸気ダクト 1036との分岐する部分に、 DC ZD Cコンバータ側吸気ダクト 1036の管路の断面積を調節する制御弁を設ける、 . 、

2) DC/DCコンバータ冷却ファン 1022を設けないで、バッテリ側排気ダクト 1034 1038 Bと、 DC/DCコンバータ側排気ダクト 1 Q 40との合流する部分やその上下流の管路に、 DCZDCコンバータ側吸気ダト 104 0の管路の断面積を調節する制御弁を設ける、

3) DCZDCコンバータ冷却ファン 1022を DCZDCコンバータ 102 0の上流側に設ける、

4) DC/DCコンバータ冷却ファン 1022を設けないで、バッテリ側吸気ダクド 1034 Bに冷却ファンを設ける（すなわち、バッテリ 101 0の直上流に冷却ファンを設ける）、 -

5) ノくッテリ 1010および DCZDCコンバータ 1020の上流側ではなく、下流側にバッテリ冷却ファン 1012および DC/DCコンバータ冷却ファン 1

022を設ける、

6) 分岐部分を 90度分岐ではなく、 Y字分岐として流路の圧損を低下させる、ような構造としてもよい。，

なお、吸気口が車室内に設けられていても、稼働率の高い DCZDCコンバータ用のファンを下流側に配置することで、冷却システムの NV (Noise &

Vibration) の低減を実現できる。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によつて示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1 . 車両に搭載された蓄電機構および電気機器を冷却する冷却装置であって、前記蓄電機構を冷却する媒体を前記蓄電機構に供給する第 1の供給路と、前記電気機器を冷却する媒体を前記電気機器に供給する第 2の供給路とを含み、前記第 1の供給路および前記第 2の供給路の一方の供給路は、前記蓄電機構および前記電気機器の上流側の分岐部で他方の供給路から分岐され、

前記冷却装置はさらに、

前記蓄電機構および前記電気機器の冷却要求に応'じて、前記第 1の供給路に供給される媒体流量と前記第 2の供給路に供給される媒体流量とを調整する調整機構を含む、車両搭載機器の冷却装置。

2 . 前記調整機構は、前記分岐部、前記分岐部よりも上流の供給路および下 , 流の供給路の少なくともいずれかに設けられ、前記第 2の供給路の開口断面積を変化させる機構を含む、請求項 1に記載の車両搭載機器の冷却装置。

3 . 前記調整機構は、

前記分岐部よりも上流に設けられ、媒体を供給する第 1の媒体供給機構と、前記分岐部よりも下流の前記第 1の供給路および前記第 2の供給路のいずれかに設けられ、媒体を供給する第 2の媒体供給機構と、

前記媒体供給機構を制御する制御ュニットとを含む、請求項 1に記載の車両搭載機器の冷却装置。 '

4 . 前記蓄電機構および前記電気機器の中で前記却要求がより大きな方が設けられた供給路に、前記第 2の媒体供給機構が設けられる、請求項 3に記載の車両搭載機器の冷却装置。

5 前記第 2の媒体供給機構の能力が前記第 1の媒体供給機構の能力よりも小さい、請求項 4に記載の車両搭載機器の冷却装置。

6 . 前記媒体は気体であって、前記媒体供給機構はファンである、請求項 5 に記載の車両搭載機器の冷却装置。

7 . 車両に搭載された蓄電機構および電気機器を冷却する冷却装置であって、前記蓄電機構を冷却する媒体を前記蓄電機構に供給する第 1の供給路と、前記電気機器を冷却する媒体を前記電気機器に供給する第 2の供給路とを含み、前記第 1の供給路および前記第 2の供給路の一方の供給路は、前記蓄電機構お - よび前記電気機器の下流側の合流部で他方の供給路と合流され、

前記冷却装置はさらに、

前記蓄電機構および前記電気機器の冷却要求に応じて、前記第 1の供給路に供給される媒体流量と前記第 2の供給路に供給される媒体流量とを調整する調整機構を含む、車両搭載機器の冷却装置。

8 . 前記調整機構は、前記合流部、前記合流部よりも上流の供給路および下流の供給路の少なくともいずれかに設けられ、前記第 2の供給路の開口断面積を変化させる機構を含む、請求項 7に記載の車両搭載機器の冷却装置。

9 前記調整機構は、

前記合流部よりも下流に設けられ、媒体を供給する第 1の媒体供給機構と、前記合流部よりも上流の前記第 1の供給路および前記第 2の供給路のいずれか 'に設けられ、媒体を供給する第 2の媒体供給機構と、

前記媒体供給機構を制御する制御ュニットとを含む、請求項 7に記載の車両搭載機器の冷却装置。

1 0 前記蓄電機構および前記電気機器の中で前記冷却要求がより大きな方が設けられた供給路に、前記第 2の媒体供給機構が設けられる、請求項 9に記載の車両搭載機器の冷却装置。

1 1 . 前記第 2の媒体供給機構の能力が前記第 1の媒体供給機構の能力よりも小さレ、、請求項 1 0に記載の車両搭載機器の冷却装置。

1 2 . 前記媒体は気体であって、前記媒体供給機構はファンである、請求項 1 1に記載の車両搭載機器の冷却装置。

1 3 . 前記蓄電機構は二次電池およびキャパシタの少なくともいずれかであつて、前記電気機器は電力変換機器である、請求項 1〜1 1のいずれかに記載の車両搭載機器の冷却装置。

1 4 . 前記電力変換機器はインバータおよびコンバータの少なくともいずれかである、請求項 1 3に記載の車両搭載機器の冷却装置。