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1. WO2020203152 - 車両用サーモサイフォン式冷却装置

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明 細 書

発明の名称 車両用サーモサイフォン式冷却装置 0001  

技術分野

0002  

背景技術

0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

0006   0007   0008   0009   0010   0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35  

明 細 書

発明の名称 : 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

[0001]
 本出願は、2019年3月29日に出願された日本特許出願2019-66105号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

技術分野

[0002]
 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。

背景技術

[0003]
 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。
[0004]
 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。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特許第4945712号

発明の概要

[0006]
 上記従来技術のようなサーモサイフォン式冷却装置を車両に搭載して車載機器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。
[0007]
 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、車載機器を冷却できない部位が生じる。
[0008]
 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、車両が傾斜していないときに蒸発器内の液冷媒が多くなりすぎるので、液冷媒の蒸発に伴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。
[0009]
 本開示は上記点に鑑みて、傾斜量が変化しても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。
[0010]
 本開示の一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、傾斜量検出部と、貯留部と、貯留量調整部とを備える。蒸発部は、車載機器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。傾斜量検出部は、車両の傾斜量を検出する。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、貯留部の冷媒の貯留量を、傾斜量検出部が検出した傾斜量に応じて調整する。
[0011]
 これによると、蒸発部内の液冷媒の量を傾斜量に応じて調整できるので、傾斜量が変化しても冷却性能を極力確保できる。

図面の簡単な説明

[0012]
 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。
[図1] 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。
[図2] 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。
[図3] 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水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図4] 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。
[図5] 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全体構成図である。
[図6] 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において貯液部内の液冷媒の量の算出に用いられる制御特性図である。
[図7] 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。
[図8] 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の水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図9] 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の傾斜状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図10] 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の全体構成図である。
[図11] 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全体構成図である。
[図12] 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水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図13] 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傾斜状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図14] 第7実施形態の変形例における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す全体構成図である。
[図15] 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水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図16] 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傾斜状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図17] 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水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図18] 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傾斜状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図19] 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水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図20] 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貯液部および凝縮器を示す模式図である。
[図21] 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傾斜状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図22] 第11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全体構成図である。
[図23] 第11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全体構成図である。
[図24] 第11実施形態の変形例における車両用サーモサイフォン式冷却装置の傾斜水平状態における作動状態を示す全体構成図である。
[図25] 第11実施形態の変形例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全体構成図である。
[図26] 第12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全体構成図である。
[図27] 第12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全体構成図である。
[図28] 第13実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す全体構成図である。
[図29] 第14実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す全体構成図である。
[図30] 第15実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す全体構成図である。
[図31] 第16実施形態における車両用サーモサイフォン式冷却装置を示す全体構成図である。
[図32] 第17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全体構成図である。
[図33] 第17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全体構成図である。
[図34] 第17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全体構成図である。
[図35] 第17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全体構成図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 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。
[0014]
 (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。
[0015]
 組電池11は、電気エネルギーを蓄える二次電池などの蓄電装置である。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、サーモサイフォン式冷却装置10の冷却対象物である。
[0016]
 組電池11は、複数の電池セル111を有している。本実施形態では、互いに並列に接続された2個1組の電池セル111が複数組、互いに直列に接続されている。
[0017]
 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。
[0018]
 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。
[0019]
 電池セル111の温度は、走行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。
[0020]
 図1に示すように、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。
[0021]
 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。本実施形態では、冷媒としてHFO-1234yfやHFC-134aなどのフロン系冷媒が用いられている。
[0022]
 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。
[0023]
 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。
[0024]
 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おり、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。
[0025]
 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。
[0026]
 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。
[0027]
 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。
[0028]
 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。
[0029]
 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。
[0030]
 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。
[0031]
 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。
[0032]
 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。
[0033]
 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。
[0034]
 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。
[0035]
 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。
[0036]
 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。
[0037]
 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。
[0038]
 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。
[0039]
 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。
[0040]
 貯液部40は、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。
[0041]
 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。
[0042]
 ガス連通配管43は、貯液部40のガス冷媒入口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。
[0043]
 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。
[0044]
 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。
[0045]
 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。
[0046]
 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。
[0047]
 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。
[0048]
 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等が接続されている。そして、制御装置30には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。
[0049]
 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。
[0050]
 ジャイロセンサ33は、車両の傾斜角度(換言すれば、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。
[0051]
 図3は、車両が水平状態、換言すれば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、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。
[0052]
 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、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。
[0053]
 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、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。
[0054]
 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。
[0055]
 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。
[0056]
 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。
[0057]
 このとき、制御装置30は、図4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、図5に示す傾斜角度θの絶対値|θ|、すなわち車両の前後方向における傾斜角度θの絶対値|θ|が第1閾値αを上回っているか否かを、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。傾斜角度θの正負は、車両前方が上方を向く側が正、車両前方が下方を向く側が負であってもよいし、その逆であってもよい。第1閾値αは、制御装置30に予め記憶された固定値である。
[0058]
 傾斜角度θの絶対値|θ|が第1閾値αを上回っていると判定した場合、すなわち車両前方が上方を向く側への傾斜が大きい場合、ステップS110へ進み、ヒータ41を作動させる。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5に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図5では、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。
[0059]
 ステップS120では、貯液部40内の液冷媒の蒸発が完了したか否かを判定する。具体的には、貯液部40内の液冷媒の量が下限量まで減少したか否かを液面センサ32の検出信号に基づいて判定する。下限量は、制御装置30に予め記憶された固定値である。貯液部40内の液冷媒の量が下限量まで減少していないと判定した場合、ステップS120を繰り返す。貯液部40内の液冷媒の量が下限量まで減少したと判定した場合、ステップS130へ進み、ヒータ41を停止させる。これにより、貯液部40内の液冷媒の蒸発が停止する。
[0060]
 ステップS100にて傾斜角度θの絶対値|θ|が第1閾値αを上回っていないと判定した場合、すなわち車両前方が上方を向く側への傾斜が大きくない場合、ステップS140へ進み、傾斜角度θの絶対値|θ|が第2閾値βを下回っているか否かを判定する。第2閾値βは、制御装置30に予め記憶された固定値である。第2閾値βは第1閾値αよりも小さい値である。
[0061]
 傾斜角度θの絶対値|θ|が第2閾値βを下回っていると判定した場合、すなわち車両がほぼ水平状態である場合、ステップS150へ進み、貯液弁44を開く。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。
[0062]
 ステップS160では、貯液部40内の液冷媒の貯留(換言すれば、貯液)が完了したか否かを判定する。具体的には、貯液部40内の液冷媒の量が上限量まで増加したか否かを、液面センサ32の検出信号に基づいて判定する。上限量は、制御装置30に予め記憶された固定値である。貯液部40内の液冷媒の量が上限量まで増加していないと判定した場合、ステップS160を繰り返す。貯液部40内の液冷媒の量が上限量まで増加したと判定した場合、ステップS170へ進み、貯液弁44を閉じる。これにより、冷媒回路12から貯液部40への液冷媒の流入が停止する。
[0063]
 このように、本実施形態では、傾斜時に冷媒回路12の冷媒を増やし、水平時に冷媒回路12の冷媒を減らす。そのため、傾斜時に蒸発器13内の液冷媒が不足することを抑制できるとともに、水平時に蒸発器13内の液冷媒が過剰になってガス配管15に吹き上げることを抑制できる。したがって、傾斜角度が変化しても冷却性能を極力確保できる。
[0064]
 本実施形態では、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、ジャイロセンサ33が検出した傾斜量に応じて調整する。これによると、蒸発器13内の液冷媒の量を車両の傾斜量に応じて調整できるので、傾斜量が変化しても冷却性能を極力確保できる。
[0065]
 本実施形態では、制御装置30およびヒータ41は、ジャイロセンサ33が検出した傾斜量が増加すると貯液部40の冷媒の貯留量を減少させる。これによると、車両が傾斜したときに蒸発器13内の液冷媒の量が増えるので、車両が傾斜したときに蒸発器13内において液冷媒が存在しない部位が生じることを抑制できる。そのため、車両が傾斜したときに冷却性能を極力確保できる。
[0066]
 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、車両が傾斜したときに貯液部40の液冷媒の貯留量を確実に減少させることができる。
[0067]
 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、車両の傾斜が小さいときに貯液部40の冷媒の貯留量を確実に増加させることができる。
[0068]
 本実施形態によると、互いの相対位置が固定されている複数個の蒸発器13に対して、液冷媒の量を車両の傾斜量に応じて調整できるので、傾斜量が変化しても複数個の蒸発器13の冷却性能を極力確保できる。
[0069]
 (第2実施形態)
 上記第1実施形態では、傾斜角度θの絶対値|θ|に応じて貯液部40内の液冷媒の量を下限量または上限量に変化させるが、本実施形態では、図6に示すように、傾斜角度θの絶対値|θ|に応じて貯液部40内の液冷媒の量を連続的に変化させる。
[0070]
 制御装置30は、傾斜角度θの絶対値|θ|に基づいて、図6の制御マップを用いて、貯液量を決定する。制御装置30は、貯液部40内の液冷媒の量が、決定した貯液量となるように、ヒータ41および貯液弁44を制御する。貯液部40内の液冷媒の量を減らすときはヒータ41を作動させ、貯液部40内の液冷媒の量を増やすときは貯液弁44を開ける。
[0071]
 本実施形態によると、上記実施形態と同様に、傾斜量が変化しても冷却性能を極力確保できる。
[0072]
 (第3実施形態)
 上記第1、第2実施形態では、傾斜角度θの絶対値|θ|に応じて貯液部40内の液冷媒の量を変化させるが、本実施形態では、図7のフローチャートに示すように、傾斜角度θの絶対値|θ|と組電池11の目標冷却量とに応じて貯液部40内の液冷媒の量を変化させる。
[0073]
 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、傾斜角度θの絶対値|θ|が第1閾値αを上回っているか否かを、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。
[0074]
 傾斜角度θの絶対値|θ|が第1閾値αを上回っていると判定した場合、すなわち車両前方が上方を向く側への傾斜が大きい場合、ステップS210へ進み、ヒータ41を作動させる。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、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。
[0075]
 ステップS220では、貯液部40内の液冷媒の蒸発が完了したか否かを判定する。具体的には、貯液部40内の液冷媒の量が下限量まで減少したか否かを、液面センサ32の検出信号に基づいて判定する。下限量は、制御装置30に予め記憶された固定値である。貯液部40内の液冷媒の量が下限量まで減少していないと判定した場合、ステップS220を繰り返す。貯液部40内の液冷媒の量が下限量まで減少したと判定した場合、ステップS230へ進み、ヒータ41を停止させる。これにより、貯液部40内の液冷媒の蒸発が停止する。
[0076]
 ステップS200にて傾斜角度θの絶対値|θ|が第1閾値αを上回っていないと判定した場合、すなわち車両前方が上方を向く側への傾斜が大きくない場合、ステップS240へ進み、傾斜角度θの絶対値|θ|が第2閾値βを下回っているか否かを判定する。第2閾値βは、制御装置30に予め記憶された固定値である。第2閾値βは第1閾値αよりも小さい値である。
[0077]
 傾斜角度θの絶対値|θ|が第2閾値βを下回っていると判定した場合、すなわち車両がほぼ水平状態である場合、ステップS250へ進み、組電池11の目標冷却量が所定冷却量Qを上回っているか否かを判定する。
[0078]
 組電池11の目標冷却量は、組電池11の電流値、組電池11の温度、凝縮器14に流入する冷媒の温度、車両の速度、車両の傾斜角度、組電池11の充電電力等から推定されるのが好ましい。所定冷却量Qは、制御装置30に予め記憶された固定値である。
[0079]
 組電池11の目標冷却量が所定冷却量Qを上回っていると判定した場合、ステップS260へ進み、貯液弁44を開く。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、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。
[0080]
 すなわち、組電池11の冷却量が大きい場合には蒸発器13内の液冷媒の蒸発が激しくなって冷媒の吹き上げが起こりやすくなることから、蒸発器13内の液冷媒の量を減少させて冷媒の吹き上げを抑制する。
[0081]
 ステップS260では、貯液部40内の液冷媒の貯留(換言すれば、貯液)が完了したか否かを判定する。具体的には、貯液部40内の液冷媒の量が上限量まで増加したか否かを液面センサ32の検出信号に基づいて判定する。上限量は、制御装置30に予め記憶された固定値である。貯液部40内の液冷媒の量が上限量まで増加していないと判定した場合、ステップS260を繰り返す。貯液部40内の液冷媒の量が上限量まで増加したと判定した場合、ステップS270へ進み、貯液弁44を閉じる。これにより、冷媒回路12から貯液部40への液冷媒の流入が停止する。
[0082]
 本実施形態では、制御装置30および貯液弁44は、ジャイロセンサ33が検出した傾斜量が減少し、かつ組電池11の目標冷却量が所定冷却量Qを上回っている場合、貯液部40の冷媒の貯留量を増加させる。
[0083]
 これにより、蒸発器13内の液冷媒の蒸発が激しい場合に冷媒の吹き上げを抑制できるので、傾斜量が変化しても冷却性能を極力確保できる。
[0084]
 傾斜量が小さいときであっても組電池11の冷却量が小さくて冷媒の蒸発が激しくない場合には蒸発器13内の液冷媒の量を減少させないので、蒸発器13内の液冷媒の量を必要以上に調整することを抑制できる。
[0085]
 (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8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。
[0086]
 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。
[0087]
 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9に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図8および図9では、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。
[0088]
 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8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。
[0089]
 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。
[0090]
 (第5実施形態)
 上記第1実施形態では、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。本実施形態では、図10に示すように、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。
[0091]
 本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、制御装置30がヒータ41および貯液弁44の作動を制御することによって、貯液部40内の液冷媒を増減させて、冷媒回路12を循環する冷媒の量を増減させることができる。
[0092]
 (第6実施形態)
 上記第5実施形態では、ガス連通配管43はガス配管15に接続されているが、本実施形態では、図11に示すように、ガス連通配管43は液配管16の上部に接続されている。
[0093]
 本実施形態においても、上記第5実施形態と同様に、制御装置30がヒータ41および貯液弁44の作動を制御することによって、貯液部40内の液冷媒を増減させて、冷媒回路12を循環する冷媒の量を増減させることができる。
[0094]
 (第7実施形態)
 上記実施形態では、貯液部40は、液連通配管42およびガス連通配管43によって冷媒回路12に接続されているが、本実施形態では、図12に示すように、貯液部40は、第1液連通配管47および第2液連通配管48によって冷媒回路12に接続されている。
[0095]
 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。
[0096]
 第1液連通配管47は、貯液部40の冷媒入口401と液配管16の上部とを接続している。第2液連通配管48は、貯液部40の冷媒出口402と液配管16の下部とを接続している。
[0097]
 第1液連通配管47には貯液弁49が配置されている。貯液弁49は、第1液連通配管47を開閉する電磁弁である。貯液弁49は貯留量調整部である。
[0098]
 第2液連通配管48には逆止弁50が配置されている。逆止弁50は、第2液連通配管48において、貯液部40の冷媒出口側から液配管16側への冷媒の流れを許容し、液配管16側から貯液部40の冷媒出口側への冷媒の流れを禁止する。
[0099]
 図12に示すように、制御装置30が貯液弁49を開けることにより、液配管16の液冷媒が第1液連通配管47を通じて貯液部40に流入し、液配管16における液冷媒の液面とほぼ同じ高さまで液冷媒が貯まる。図12では、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。
[0100]
 図12の例では、液配管16における液冷媒の液面の高さは、蒸発器13における液冷媒の液面の高さよりも、圧力損失の分、高くなっている。そのため、貯液部40の高さは、蒸発器13における液冷媒の液面の高さよりも高くなっている。
[0101]
 図13に示すように、貯液部40に液冷媒が貯まっている状態で貯液弁49を閉じると、液配管16の液冷媒が貯液部40に流入しなくなり、蒸発器13における液冷媒の液面とほぼ同じ高さまで液冷媒が減少する。図13では、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。
[0102]
 図12~図13の実施例では、貯液部40は、タンク状の部材である。図14に示す変形例のように、貯液部40は、液配管16よりも太い配管状の部材であってもよい。
[0103]
 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。
[0104]
 (第8実施形態)
 上記第1~第7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15に示すように、貯液部40は冷媒出入口403を有している。
[0105]
 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。
[0106]
 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。
[0107]
 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16に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図15および図16では、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。
[0108]
 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15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。
[0109]
 本実施形態においても、上記第1~第7実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
[0110]
 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。
[0111]
 (第9実施形態)
 上記第8実施形態では、貯液部40は冷媒出入口403を有しているが、本実施形態では、図17に示すように、貯液部40は冷媒出入口403および冷媒出口404を有している。
[0112]
 貯液部40の冷媒出口402は、貯液部40の下部に設けられている。貯液部40の冷媒出口402は、液連通配管53によって液配管16に接続されている。
[0113]
 液連通配管42には流出弁54が配置されている。流出弁54は、液連通配管42を開閉する電磁弁である。流出弁54は貯留量調整部である。流出弁54の作動は、制御装置30によって制御される。
[0114]
 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に流入するので、図18に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。図17および図18では、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。
[0115]
 制御装置30が流出弁54を開けることにより、貯液部40内の液冷媒が液連通配管42を通じて液配管16に流入するので、図18に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。したがって、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
[0116]
 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17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。
[0117]
 本実施形態においても、上記8実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
[0118]
 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。
[0119]
 (第10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19~図20に示すように、貯液部40は凝縮器14と一体化されている。
[0120]
 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402は貯液部40の上部に設けられている。液冷媒出口402は貯液部40の下部に設けられている。
[0121]
 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402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402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。
[0122]
 貯液部40の液冷媒出口402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402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。
[0123]
 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402を通じて液冷媒入口401から凝縮器14に流入するので、図21に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下する。図19および図21では、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。
[0124]
 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19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。
[0125]
 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402からガス冷媒入口401を通じて凝縮器14に流入する。
[0126]
 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402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。
[0127]
 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。
[0128]
 (第11実施形態)
 上記実施形態では、貯液弁44、開閉弁46、52、流出弁54等の開閉制御やヒータ41での液冷媒の加熱によって貯液量を調整するが、本実施形態では、図22~図23に示すように、貯液部40の容積を変化させることによって貯液量を調整する。
[0129]
 貯液部40は、液配管16に配置されている。貯液部40は、容積調整部材407を有している。容積調整部材407は、貯液部40の内部空間に出入りすることによって貯液部40の容積を調整する。容積調整部材407は貯留量調整部である。容積調整部材407は、図示しない電動アクチュエータによって駆動される。図示しない電動アクチュエータの作動は、制御装置30によって制御される。
[0130]
 図22および図23では、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。
[0131]
 図22に示すように、制御装置30が容積調整部材407を貯液部40の内部空間に入れられることによって、貯液部40の容積を減少させて貯液部40の貯液量を減少させる。
[0132]
 図23に示すように、制御装置30が容積調整部材407を貯液部40の内部空間から出されることによって、貯液部40の容積を増加させて貯液部40の貯液量を増加させる。
[0133]
 図22~図23の実施例では、貯液部40は、蒸発器13における液冷媒の液面よりも低い位置に配置されている。
[0134]
 図24~図25に示す変形例のように、貯液部40は、蒸発器13における液冷媒の液面よりも高い位置に配置されていてもよい。液配管16における液冷媒の液面の高さは、蒸発器13における液冷媒の液面の高さよりも、圧力損失の分、高くなるからである。
[0135]
 本実施形態では、容積調整部材407が貯留部40の容積を調整することによって貯留部40の冷媒の貯留量を調整する。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。
[0136]
 (第12実施形態)
 上記実施形態では、貯液部40に液冷媒を流入させることによって液冷媒を貯えるが、本実施形態では、図26~図27に示すように、貯液部40に流入したガス冷媒を冷却凝縮させることによって液冷媒を貯える。
[0137]
 貯液部40は冷媒出入口403を有している。冷媒出入口403は貯液部40の上部に設けられている。冷媒出入口403は連通配管51を介してガス配管15に接続されている。
[0138]
 加熱冷却部56は、貯液部40内の冷媒を加熱したり冷却したりする。例えば加熱冷却部56はペルチェ素子である。加熱冷却部56は貯留量調整部である。加熱冷却部56の作動は制御装置30によって制御される。
[0139]
 図26および図27では、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。
[0140]
 加熱冷却部56で貯液部40内の液冷媒を加熱することにより、貯液部40内の液冷媒が蒸発し、連通配管51を通じてガス配管15に流入する。したがって、図27に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が低下し、冷媒回路12を循環する冷媒の量が増加する。
[0141]
 加熱冷却部56で貯液部40内のガス冷媒を冷却することにより、貯液部40内のガス冷媒が凝縮し液冷媒となって貯留される。したがって、図26に示すように、貯液部40内の液冷媒の液面が上昇し、冷媒回路12を循環する冷媒の量が減少する。
[0142]
 本実施形態によると、制御装置30および加熱冷却部56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の冷媒の貯留量を調整する。これにより、貯液部40の冷媒の貯留量を調整できる。
[0143]
 (第13実施形態)
 図28に示すように、上記第12実施形態に対して、連通配管51に開閉弁57を配置してもよい。開閉弁57は、連通配管51を開閉する電磁弁である。開閉弁57は貯留量調整部である。開閉弁57の作動は、制御装置30によって制御される。
[0144]
 開閉弁57を閉じることにより、貯液部40内に貯留された液冷媒がガス配管15に流出することを防止できる。
[0145]
 貯液部40には内圧センサ58が配置されている。内圧センサ58は、貯液部40の内部圧力を検出する。
[0146]
 制御装置30は、内圧センサ58で検出した貯液部40の内部圧力が所定圧力を上回った場合、開閉弁57を開ける。これにより、貯液部40の内部圧力が上昇しすぎて貯液部40が破損することを防止できる。
[0147]
 開閉弁57は、リリーフ弁であってもよい。リリーフ弁は、所定の圧力以上になると開く機械的機構を有する弁である。
[0148]
 (第14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29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29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。
[0149]
 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。
[0150]
 (第15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30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。
[0151]
 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30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。
[0152]
 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。
[0153]
 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。
[0154]
 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。
[0155]
 (第16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31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に温水を流すことによって組電池11を加熱できる。
[0156]
 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。
[0157]
 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に温水を流すことによって組電池11を加熱できる。
[0158]
 (第17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。
[0159]
 図32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。
[0160]
 図33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。
[0161]
 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。
[0162]
 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。
[0163]
 図34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。
[0164]
 図35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。
[0165]
 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。
[0166]
 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。
[0167]
 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。
[0168]
 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。
[0169]
 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。
[0170]
 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。
[0171]
 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。
[0172]
 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。
[0173]
 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。
[0174]
 上記実施形態では、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、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。
[0175]
 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。
[0176]
 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。
[0177]
 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。
[0178]
 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。
[0179]
 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。
[0180]
 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。

請求の範囲

[請求項1]
 車載機器(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、
 車両の傾斜量を検出する傾斜量検出部(33)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、
 前記貯留部の前記冷媒の貯留量を、前記傾斜量検出部が検出した傾斜量に応じて調整する貯留量調整部(30、41、44、46、49、52、54、55、56、57、407)とを備える車両用サーモサイフォン式冷却装置。
[請求項2]
 前記貯留量調整部は、前記傾斜量検出部が検出した傾斜量が増加すると前記貯留部の前記冷媒の貯留量を減少させる請求項1に記載の車両用サーモサイフォン式冷却装置。
[請求項3]
 前記貯留量調整部は、前記傾斜量検出部が検出した傾斜量が減少し、かつ前記車載機器の目標冷却量が所定冷却量(Q)を上回っている場合、前記貯留部の前記冷媒の貯留量を増加させる請求項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。
[請求項4]
 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3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。
[請求項5]
 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4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。
[請求項6]
 前記貯留量調整部は、前記貯留部の容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3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。
[請求項7]
 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4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。
[請求項8]
 前記蒸発部は、前記車載機器と前記冷媒とを熱交換させる複数の熱交換器を有しており、
 前記複数の熱交換器は、互いの相対位置が固定されている請求項1ないし7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。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]

[ 図 31]

[ 図 32]

[ 図 33]

[ 図 34]

[ 図 35]