JP6579275B2 - 機器温調装置 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１６年９月９日に出願された日本特許出願番号２０１６−１７６７８４号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。

本開示は、対象機器の温度を調整する機器温調装置に関するものである。

この種の機器温調装置として、例えば特許文献１に記載された電池温度調節装置が従来から知られている。この特許文献１に記載された電池温度調節装置は、サーモサイフォン方式の冷却装置である。この電池温度調節装置は、サーモサイフォン凝縮器としての熱媒体冷却部と、電池冷却器としての温度調節部とを備えている。そして、熱媒体冷却部と温度調節部とが配管により環状に接続されており、電池温度調節装置は、熱媒体冷却部と温度調節部との間で熱媒体（すなわち、作動流体）が循環するように構成されている。

また、温度調節部は、電池を構成する複数の電池セルの側面に接するように配置されており、熱媒体の液相と気相との相変化により電池の温度を調節する。

特開２０１５−４１４１８号公報

ところで、特許文献１の電池温度調節装置ではサーモサイフォン方式が採用されているので、電池温度と熱媒体冷却部の温度との間の温度差が或る程度拡大すれば、熱媒体を循環させるサーモサイフォンが起動し、それにより電池の冷却が開始される。

しかし、そのような温度差の拡大を待たずに積極的にサーモサイフォンを起動したい場合がある。例えば、電池温度調節装置を搭載する車両の傾きに起因して温度調節部内の液面が偏って生じた場合には、サーモサイフォンを積極的に起動するのが好ましい。なぜなら、温度調節部内で気液の熱媒体のうち液相部分が多い部位ほど熱の授受が行われやすく、液面の偏りが継続すると各電池セルに温度ばらつきが生じてしまうからである。

また、別の例として、電池温度の上昇が緩やかな状態では、サーモサイフォンが起動しないことが考えられる。このような場合にも、サーモサイフォンを積極的に起動するのが好ましい。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。

本開示は上記点に鑑みて、サーモサイフォンによる対象機器の冷却を適宜起動することが可能な機器温調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の１つの観点によれば、機器温調装置は、
作動流体が循環し、その作動流体の液相と気相との相変化によって対象機器の温度を調整する機器温調装置であって、
対象機器から作動流体に吸熱させることによりその作動流体を蒸発させる吸熱部と、
その吸熱部よりも上方に配置され、作動流体から放熱させることによりその作動流体を凝縮させる放熱部と、
その放熱部から吸熱部へ作動流体を流す往路流通路が形成された往路部と、
吸熱部から放熱部へ作動流体を流す復路流通路が形成された復路部と、
吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させる気泡発生部と、
制御装置とを備え、
その制御装置は、放熱部と往路部と吸熱部と復路部とから構成された流体循環回路を循環する作動流体の循環流量が所定流量以下である場合には、気泡発生部に気泡の発生を行わせる。

上述のように、機器温調装置は、吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させる気泡発生部を備えている。そして、機器温調装置の制御装置は、流体循環回路を循環する作動流体の循環流量が所定流量以下である場合には、その気泡発生部に気泡の発生を行わせる。従って、サーモサイフォンとして構成された流体循環回路による対象機器の冷却を適宜起動することが可能である。

また、本開示の別の観点によれば、機器温調装置は、
作動流体が循環し、その作動流体の液相と気相との相変化によって対象機器の温度を調整する機器温調装置であって、
対象機器から作動流体に吸熱させることによりその作動流体を蒸発させる吸熱部と、
その吸熱部よりも上方に配置され、作動流体から放熱させることによりその作動流体を凝縮させる放熱部と、
その放熱部から吸熱部へ作動流体を流す往路流通路が形成された往路部と、
吸熱部から放熱部へ作動流体を流す復路流通路が形成された復路部と、
吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させる気泡発生部と、
制御装置とを備え、
その制御装置は、吸熱部のうち作動流体の上流側の部位が液相で、吸熱部のうち作動流体の下流側の部位が気相のときに、気泡発生部に気泡の発生を行わせる。

このようにしても、サーモサイフォンとして構成された流体循環回路による対象機器の冷却を適宜起動することが可能である。

第１実施形態において機器温調装置の概略構成を示した模式図であって、車両が車両水平状態にあり且つ冷媒の循環が止まっている場合を示した図である。 第１実施形態において、機器温調装置が有する制御装置の電気的な接続を示したブロック図である。 図１の機器温調装置の概略構成を示した模式図であって、車両が車両水平状態に対して傾き且つ冷媒の循環が止まっている場合を示した図である。 第１実施形態の機器温調装置が有する制御装置の制御処理を示したフローチャートである。 車両が車両水平状態に対し傾いた状態で、第１実施形態の機器温調装置が有する気泡発生装置が気泡を発生させている様子を示した模式図である。 第２実施形態の機器温調装置が有する制御装置の制御処理を示したフローチャートであって、第１実施形態の図４に相当する図である。 第２実施形態の機器温調装置が有する気泡発生装置が気泡を発生させている様子を示した模式図であって、第１実施形態の図５に相当する図である。 第３実施形態の機器温調装置の概略構成を示すと共に、車両が車両水平状態に対し傾いた状態で気泡発生装置が気泡を発生させている様子を示した模式図であって、第１実施形態の図５に相当する図である。 第４実施形態の機器温調装置の概略構成を示すと共に、車両が車両水平状態に対し傾いた状態で気泡発生装置が気泡を発生させている様子を示した模式図であって、第１実施形態の図５に相当する図である。 第１実施形態の変形例において機器温調装置の概略構成を示すと共に、電池冷却器内に設けられた一方側温度センサおよび他方側温度センサの配置を示した図であって、第１実施形態の図１に相当する図である。 第１実施形態において気泡発生装置の配置を電池冷却器内に変更した変形例の概略構成を示した模式図であって、第１実施形態の図１に相当する図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に示す本実施形態の機器温調装置１０は、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両に搭載される。そして、本実施形態では、機器温調装置１０は、その電動車両に搭載される二次電池１２（以下、単に「電池１２」とも呼ぶ）を冷却する冷却装置として機能する。すなわち、機器温調装置１０が冷却する対象機器はその電池１２である。

機器温調装置１０を搭載する電動車両（以下、単に「車両」とも呼ぶ）では、二次電池１２を主要構成部品として含む蓄電装置（言い換えれば、電池パック）に蓄えた電気エネルギーがインバータなどを介してモータに供給され、それによって車両は走行する。電池１２は車両走行中など車両使用時に自己発熱する。そして、電池１２が過度に高温になると、その電池１２を構成する電池セル１２１の劣化が促進されることから、自己発熱が少なくなるように電池セル１２１の出力および入力に制限を設ける必要がある。そのため、電池セル１２１の出力および入力を確保するためには、電池１２を所定の温度以下に維持するための冷却装置が必要となる。

また、車両走行中だけでなく夏季の駐車放置中などにも電池温度は上昇する。また、蓄電装置は車両の床下やトランクルーム下などに配置されることが多く、電池１２に与えられる単位時間当たりの熱量は小さいものの、長時間の放置により電池温度は徐々に上昇する。電池１２を高温状態で放置すると電池１２の寿命が大幅に低下するので、車両の放置中も電池１２を冷却するなど電池温度を低温に維持することが望まれている。

更に、電池１２は、複数の電池セル１２１を含む組電池として構成されているが、各電池セル１２１の温度にばらつきがあると電池セル１２１の劣化に偏りが生じ、蓄電装置の性能が低下してしまう。これは、最も劣化した電池セル１２１の特性に合わせて蓄電装置の入出力特性が決まることによる。そのため、長期間にわたって蓄電装置に所望の性能を発揮させるためには、複数の電池セル１２１相互間の温度ばらつきを低減させる均温化が重要となる。

また、電池１２を冷却する他の冷却装置として、これまでブロワによる送風や、冷凍サイクルを用いた空冷、水冷、あるいは冷媒直接冷却方式が一般的となっているが、ブロワは車室内の空気を送風するだけなので、ブロワの冷却能力は低い。また、ブロワによる送風では空気の顕熱で電池１２を冷却するので、空気流れの上流と下流との間で温度差が大きくなり、電池セル１２１間の温度ばらつきを十分に抑制できない。また、冷凍サイクル方式では冷却能力は高いが、電池セル１２１との熱交換部は空冷または水冷の何れでも顕熱冷却であるので、同じく、電池セル１２１間の温度ばらつきを十分に抑制できない。更には、駐車放置中に冷凍サイクルのコンプレッサや冷却ファンを駆動させることは、電力消費の増大や騒音などの原因となるので好ましくない。

これらの背景から、本実施形態の機器温調装置１０では、コンプレッサを用いず冷媒の自然循環で電池１２を冷却するサーモサイフォン方式が採用されている。

具体的に、機器温調装置１０は、図１に示すように、電池冷却器１４と、凝縮器１６と、往路部としての往路配管１８と、復路部としての復路配管２０と、気泡発生部としての気泡発生装置２２と、制御装置２４（図２参照）とを備えている。そして、その凝縮器１６と往路配管１８と電池冷却器１４と復路配管２０は環状に連結され、機器温調装置１０の作動流体としての冷媒が循環する流体循環回路２６を構成する。

すなわち、その流体循環回路２６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。そして、流体循環回路２６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（言い換えれば、サーモサイフォン回路）となるように構成されている。なお、図１では、電池冷却器１４と、電池冷却器１４への各配管１８、２０の接続部分とが断面図示されており、このことは、後述の図３、５、７〜１０でも同様である。また、図１の矢印ＤＲ１は、機器温調装置１０を搭載する車両の向きを示す。すなわち、その矢印ＤＲ１は車両上下方向ＤＲ１を示している。

流体循環回路２６内には冷媒が封入充填されている。そして、流体循環回路２６内はその冷媒で満たされている。その冷媒は流体循環回路２６を循環し、機器温調装置１０は、その冷媒の液相と気相との相変化によって電池１２の温度を調整する。詳細には、その冷媒の相変化によって電池１２を冷却する。

流体循環回路２６内に充填されている冷媒は、例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆまたはＨＦＣ−１３４ａなどのフロン系冷媒である。

図１に示すように、機器温調装置１０の電池冷却器１４は、電池１２から冷媒に吸熱させる吸熱部である。言い換えれば、電池冷却器１４は、電池１２から冷媒へ熱移動させることにより電池１２を冷却する。電池冷却器１４は、例えば熱伝導性の高い金属製である。

詳細には、電池冷却器１４の内部には、液相冷媒が溜まる冷却器室１４ａが形成されている。そして、電池冷却器１４は、その冷却器室１４ａ内の冷媒に電池１２から吸熱させることにより、その冷媒を蒸発させる。

また、電池冷却器１４が冷却する電池１２は、直列に電気接続された複数の電池セル１２１を含んでいる。その複数の電池セル１２１は電池積層方向ＤＲｂに積層されており、その電池積層方向ＤＲｂは、車両が水平に配置された車両水平状態では、水平面Ｆｈに沿った方向になる。その水平面Ｆｈは、水平向きに拡がる仮想の平面である。

電池冷却器１４は例えば直方体形状の箱状を成し、電池積層方向ＤＲｂへ延びるように形成されている。また、電池冷却器１４は、その電池冷却器１４の上面１４１ａが形成された上面部１４１を有している。すなわち、その上面部１４１の上面１４１ａ側とは反対側には、冷却器室１４ａの上側を形成する上側内壁面１４１ｂが形成されている。

流体循環回路２６内への冷媒の充填量は、冷却器室１４ａに溜まった液相冷媒が気泡１４ｅ（図５参照）を含まないときに、車両水平状態で冷却器室１４ａが液相冷媒で満たされる量とされている。そのため、液相冷媒の液面は、往路配管１８内と復路配管２０内とに形成され、電池冷却器１４の上側内壁面１４１ｂよりも上方に位置する。図１では、往路配管１８内の液相冷媒の液面位置ＳＦ１は破線ＳＦ１で示され、復路配管２０内の液相冷媒の液面位置ＳＦ２は破線ＳＦ２で示されている。

複数の電池セル１２１はそれぞれ電池冷却器１４の上面１４１ａの上に並べて配置されている。そして、複数の電池セル１２１はそれぞれ、電池冷却器１４の上面部１４１との間で熱伝導可能なようにその上面部１４１に接続されている。これにより、電池冷却器１４の上面１４１ａは、電池１２を冷却する電池冷却面として機能し、電池冷却器１４の上面部１４１は、その電池冷却面を形成する冷却面形成部として機能する。

電池冷却器１４には流入口１４ｂと流出口１４ｃとが形成されている。その流入口１４ｂは、往路配管１８の内部に形成された往路流通路１８ａを電池冷却器１４内（すなわち、冷却器室１４ａ）へ連通させている。従って、流体循環回路２６を冷媒が循環すると、往路流通路１８ａの冷媒は電池冷却器１４の流入口１４ｂを介して冷却器室１４ａに流入する。その往路流通路１８ａは、凝縮器１６から電池冷却器１４へ冷媒を流す冷媒流路である。電池冷却器１４の流入口１４ｂは例えば、電池積層方向ＤＲｂにおける電池冷却器１４の一方側の端部に設けられている。

また、電池冷却器１４の流出口１４ｃは、復路配管２０の内部に形成された復路流通路２０ａを電池冷却器１４内へ連通させている。従って、流体循環回路２６を冷媒が循環すると、冷却器室１４ａの冷媒は電池冷却器１４の流出口１４ｃを介して復路流通路２０ａへ流出する。その復路流通路２０ａは、電池冷却器１４から凝縮器１６へ冷媒を流す冷媒流路である。電池冷却器１４の流出口１４ｃは例えば、電池積層方向ＤＲｂにおける電池冷却器１４の他方側の端部に設けられている。なお、電池冷却器１４は、冷却器室１４ａの気相冷媒を流入口１４ｂと流出口１４ｃとのうち専ら流出口１４ｃから流出させる不図示の構造を備えている。

機器温調装置１０の凝縮器１６は、凝縮器１６内の冷媒から受熱流体へ放熱させる放熱部である。詳細に言えば、凝縮器１６には復路配管２０から気相の冷媒が流入し、凝縮器１６は、冷媒から放熱させることによりその冷媒を凝縮させる。凝縮器１６内の冷媒と熱交換させられる受熱流体は、例えば空気または水などである。

また、凝縮器１６は電池冷却器１４よりも上方に配置されている。そして、凝縮器１６のうち下方寄りの部位に往路配管１８が接続され、凝縮器１６のうち上方寄りの部位に復路配管２０が接続されている。要するに、往路配管１８は、復路配管２０よりも下方にて凝縮器１６に接続されている。そのため、凝縮器１６で凝縮した冷媒すなわち凝縮器１６内の液相冷媒は、重力によって、凝縮器１６内から往路流通路１８ａへと流れる。

気泡発生装置２２は、制御装置２４の制御に従って、冷却器室１４ａに溜まった液相冷媒の中に気泡１４ｅ（図５参照）を発生させる。その気泡１４ｅとは、気相冷媒（言い換えれば、ガス冷媒）の泡である。具体的には、気泡発生装置２２は、熱を発する加熱源たとえば電気ヒータであり、気泡発生装置２２の発熱のオンオフは制御装置２４によって切り替えられる。従って、気泡発生装置２２は、液相冷媒を加熱し沸騰させることで液相冷媒の中に気泡１４ｅを発生させる。なお、図１では、機器温調装置１０は、気泡発生装置２２の発熱がオフにされた状態で表されている。

また、気泡発生装置２２は電池冷却器１４の外側に設けられ、例えば電池冷却器１４の下部の壁に接合されている。そして、気泡発生装置２２は、その電池冷却器１４の壁に熱伝導可能なように取り付けられ、その壁を介して冷却器室１４ａの冷媒を加熱する。更に、気泡発生装置２２は、電池冷却器１４のうち、流出口１４ｃに対するよりも流入口１４ｂに対して近い位置に配置されている。

図２に示す制御装置２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとその周辺回路とから構成された電子制御装置である。制御装置２４は、ＲＯＭ等に予め記憶されたコンピュータプログラムに従って種々の制御処理を実行する。

すなわち、制御装置２４は、ＲＯＭ等の非遷移的実体的記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行する。そして、そのコンピュータプログラムが実行されることで、コンピュータプログラムに対応する方法が実行される。

また、図２に示すように、制御装置２４には、二次電池１２または機器温調装置１０に設けられた各種センサ２８ａ、２８ｂ、２８ｃからの検出信号が逐次入力される。例えば、機器温調装置１０は、往路流通路１８ａまたは復路流通路２０ａに配置され冷媒の流量を検出する流量センサ２８ａを備えている。そして、制御装置２４には、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量を表す検出信号がその流量センサ２８ａから入力される。

また、複数の電池セル１２１の各々には電池セル温度センサ２８ｂがそれぞれ設けられている。各電池セル１２１の温度（すなわち、電池セル温度）を表す検出信号が、その電池セル温度センサ２８ｂのそれぞれから制御装置２４に入力される。また、車両が有する傾斜センサ２８ｃから、車両の傾斜角度を表す検出信号が制御装置２４に入力される。

また、制御装置２４は、種々の制御信号を各制御機器に対して出力し、各制御機器を制御する。例えば、制御装置２４は、制御機器の１つである気泡発生装置２２をオンオフさせる制御を行う。

以上のように構成された図１の機器温調装置１０では、例えば車両走行中など電池１２が発熱し電池温度が高くなると、電池セル１２１の下面を通じて電池冷却器１４の上面部１４１へ熱が伝わり、その熱によって電池冷却器１４内の液相冷媒が沸騰する。その液相冷媒の沸騰による蒸発潜熱で各電池セル１２１は冷却される。また、電池冷却器１４内で沸騰した冷媒はガス化して上方へ移動する。すなわち、そのガス化した冷媒（すなわち、気相冷媒）は、復路流通路２０ａを通って凝縮器１６へ移動する。そうすると、その凝縮器１６へ流入した気相冷媒は凝縮器１６で冷却されて液化し、往路配管１８を通って再び電池冷却器１４に流入する。機器温調装置１０では、これらの作動がコンプレッサ等の駆動装置を必要とせずに、流体循環回路２６に封入された冷媒の自然循環により行われる。

ところで、車両の駐車放置中など電池が発熱していないシーンでは、例えば図１のように電池冷却器１４に液相冷媒を満たしておくことにより、各電池セル１２１の温度の均等化すなわち各電池セル１２１の均温化が可能となる。これは、電池１２のうち温度の高い電池セル１２１近傍の液相冷媒のみが蒸発することによる作用である。この自動的に為される各電池セル１２１の均温化のためには、電池冷却器１４の上面部１４１のうち全ての電池セル１２１が載っている全範囲にわたって、液相冷媒が上側内壁面１４１ｂに接触して存在している必要がある。

但し、電池１２は車両に搭載されているので、例えば坂道駐車等で車両が傾いた場合には、図３に示すように、冷媒が循環せずに液相冷媒が冷却器室１４ａに溜まったまま放置されるとすれば、電池冷却器１４内の冷媒の液面１４ｄに偏りが生じることが想定される。

そして、冷却器室１４ａで液面１４ｄが図３のように偏って生じた場合には、電池冷却器１４の上面部１４１の中に、液相冷媒に接触しない液非接触箇所が生じる。そうなると、その液非接触箇所の上に載る電池セル１２１と冷却器室１４ａの冷媒との熱交換がされ難くなり、その液非接触箇所上の電池セル１２１とそれ以外の電池セル１２１との間で、電池セル温度の差が拡大してしまう。このとき、冷却器室１４ａで冷媒の沸騰が一旦始まれば、冷媒が流体循環回路２６を循環し、各電池セル１２１の均温化および冷却が可能になる。

しかし、冷却器室１４ａの冷媒が自然に沸騰を開始するためには、各電池セル温度が、受熱流体である外気（すなわち、車室外の空気）の温度に対して或る程度の温度差をもって高くなる必要がある。すなわち、図３のように冷却器室１４ａで液面１４ｄが偏ったままで、冷却器室１４ａの冷媒が自然に沸騰を開始するまで待った場合には、電池セル１２１相互間の温度ばらつきにより、電池１２の性能低下または劣化を招いてしまうことになる。

また、車両が傾いても冷却器室１４ａで液相冷媒が上側内壁面１４１ｂの全体にわたって接触するように、冷媒の封入量を増やす方法も考えられるが、それは現実的ではない。なぜなら、機器温調装置１０の重量増加や、高温時に流体循環回路２６の内圧が上昇し熱交換器１４、１６や配管１８、２０の耐圧を上げなければいけない等の別の事態が生じるからである。

そこで、本実施形態の制御装置２４は、図４に示す制御処理を実行する。図４は、本実施形態の制御装置２４が実行する制御処理を示したフローチャートである。制御装置２４は、図４の制御処理を周期的に繰り返し実行する。例えば車両のイグニッションスイッチのオンオフに拘わらず、制御装置２４は図４の制御処理を実行する。

図４に示すように、制御装置２４は、まず、ステップＳ１０１にて、電池冷却器１４が予め定められた基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いたか否かを判定する。この電池冷却器１４が基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾くことは、気泡発生装置２２をオンにするための予め定められた前提条件である。すなわち、その前提条件が満たされた場合とは、電池冷却器１４が基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いた場合である。その所定角度ＡＧ１は、冷却器室１４ａに冷媒の液面１４ｄが偏って形成される姿勢（言い換えれば、向き）に電池冷却器１４がなっていることを判定できるように、予め実験的に定められている。

例えば、冷却器室１４ａ内において冷媒の液面１４ｄが図３のように形成された場合に、制御装置２４は、電池冷却器１４が上記基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いたと判定する。すなわち、電池冷却器１４内に液面１４ｄが形成され、電池冷却器１４のうちその液面１４ｄを境に上流側の部位では冷媒が液相であり且つ下流側の部位では冷媒が気相であるときに、制御装置２４は、電池冷却器１４が基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いたと判定する。

ここで、電池冷却器１４の基準姿勢とは、図１に示された電池冷却器１４の姿勢である。すなわち、電池冷却器１４は車両と一体的に傾くように設置されており、電池冷却器１４の基準姿勢とは、車両が車両水平状態にあるときの電池冷却器１４の姿勢である。従って、電池冷却器１４の基準姿勢では、図１に示すように、冷却器室１４ａに溜まった液相冷媒が気泡１４ｅ（図５参照）を含まなければ、冷却器室１４ａは液相冷媒で満たされる。

制御装置２４は、ステップＳ１０１の判定を行うために、車両が有する傾斜センサ２８ｃから、水平面Ｆｈに対する車両の傾斜角度を取得する。そして、電池冷却器１４は車両と一体的に傾くので、制御装置２４は、その車両の傾斜角度を電池冷却器１４の基準姿勢に対する傾斜角度とみなす。従って、制御装置２４は、車両の傾斜角度が所定角度ＡＧ１以上である場合には、電池冷却器１４が予め定められた基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いたと判定する。

図４のステップＳ１０１において、電池冷却器１４が基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いたと判定された場合には、ステップＳ１０２へ進む。その一方で、電池冷却器１４の基準姿勢に対する傾斜角度が所定角度ＡＧ１未満であると判定された場合には、ステップＳ１０４へ進む。

なお、ステップＳ１０１で判定において電池冷却器１４の傾斜の向きに正負はない。すなわち、電池冷却器１４のうち電池積層方向ＤＲｂの一方側を他方側よりも上方に位置させる傾きであっても、その一方側を他方側よりも下方に位置させる傾きであってもそれぞれ同様に判定される。

ステップＳ１０２では、制御装置２４は、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えているか否かを判定する。要するに、制御装置２４は、機器温調装置１０でサーモサイフォン現象が生じているか否かを判定する。そのサーモサイフォン現象とは、冷媒の蒸発および凝縮を伴って冷媒が循環することにより電池１２から凝縮器１６の受熱流体（例えば、外気）への熱移動が行われる現象である。従って、所定流量Ｑ１は、サーモサイフォン現象が生じていることを判定できるように予め実験的に定められており、例えば零に近い正の値または零に設定されている。なお、このステップＳ１０２で判定される冷媒の循環流量は質量流量である。また、制御装置２４は、例えば、図２の流量センサ２８ａから冷媒の循環流量を取得する。

ステップＳ１０２において、サーモサイフォン現象が生じていると判定された場合、すなわち、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えていると判定された場合には、ステップＳ１０４へ進む。その一方で、サーモサイフォン現象が止まっていると判定された場合、すなわち、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下であると判定された場合には、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、制御装置２４は、図５に示すように気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を行わせる。また、気泡発生装置２２が既に気泡１４ｅの発生を行っている場合には、制御装置２４は、その気泡１４ｅの発生を継続させる。

具体的には、気泡発生装置２２は加熱源であるので、制御装置２４は気泡発生装置２２をオンにして、冷却器室１４ａに溜まった液相冷媒を気泡発生装置２２に加熱させる。この加熱により、図５に示すように液相冷媒は沸騰し、気相冷媒である気泡１４ｅが液相冷媒の中に発生する。なお、気泡発生装置２２の加熱温度は、例えば液相冷媒を沸騰させるに足る温度であって出来るだけ低い温度に予め実験的に設定されている。

このようにサーモサイフォン現象が止まっている場合に冷却器室１４ａの液相冷媒中に気泡１４ｅが発生させられると、それを切っ掛けにして流体循環回路２６に冷媒が矢印ＡＲｃのように循環し、サーモサイフォン現象が開始される。

図４のステップＳ１０４では、制御装置２４は、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生を停止する。すなわち、制御装置２４は気泡発生装置２２をオフにして、気泡発生装置２２による加熱を止める。気泡発生装置２２が既にオフにされている場合には、制御装置２４は、気泡発生装置２２をオフのままにする。ステップＳ１０３またはＳ１０４の次は、ステップＳ１０１へ戻る。

このように、ステップＳ１０１およびＳ１０２の判定結果に応じて気泡発生装置２２のオンオフが切り替わる。例えば、ステップＳ１０３で気泡発生装置２２がオフからオンに切り替えられると、気泡１４ｅの発生を切っ掛けとしてサーモサイフォン現象が始まる。そして、サーモサイフォン現象が始まると、ステップＳ１０２の判定結果が切り替わり、ステップＳ１０４で気泡発生装置２２がオンからオフに切り替えられる。すなわち、制御装置２４は、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を開始させた後に、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えた場合には、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生を停止する。

また、気泡１４ｅの発生によりサーモサイフォン現象が始まると気泡発生装置２２はオンからオフに切り替えられるので、図４の制御処理では気泡発生装置２２のオンは一時的なものである。従って、本実施形態の制御装置２４は、気泡発生装置２２をオンにするための上記前提条件が満たされ、且つ、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下である場合には、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を一時的に行わせると言える。

なお、上述した図４の各ステップでの処理は、それぞれの機能を実現する機能部を構成している。このことは、後述する図６のフローチャートでも同様である。

上述した機器温調装置１０ではサーモサイフォン方式が採用されているので、電池１２が高温にはなっておらずその電池１２の温度と外気温度（すなわち、凝縮器１６の受熱流体の温度）との差が小さい状態では、図１のように冷媒の循環は無い。その場合、流体循環回路２６の中で下方に配置された電池冷却器１４内に液相冷媒が溜まっている。ここで、電池１２が有する複数の電池セル１２１の温度に仮にばらつきが生じたとすれば、電池冷却器１４の上面部１４１のうち高温の電池セル１２１に接続されている部位に接触している液相冷媒が沸騰してガス化することで部分的に冷却される。これにより複数の電池セル１２１の均温化が成される。

一方、車両の駐車放置中など電池１２の発熱が無く、電池１２の温度と外気温度との差が小さいシーンにおいて図３のように車両と共に機器温調装置１０が傾くと、電池冷却器１４内に冷媒の液面１４ｄが偏って発生する。そうなると、電池冷却器１４の上面部１４１の中に液相冷媒が接触していない箇所が生じる。すなわち、複数の電池セル１２１の中に液相冷媒と熱交換されにくいものが生じる。このように状態で冷媒が循環しないまま放置されたとすれば、電池冷却器１４は、その上面部１４１のうち液相冷媒の非接触箇所に接続された電池セル１２１を十分に冷却することができないので、複数の電池セル１２１の均温化が不十分になる。

そこで、本実施形態によれば図５に示すように、機器温調装置１０は、電池冷却器１４内に溜まった液相冷媒の中に気泡１４ｅを発生させる気泡発生装置２２を備えている。そして、図４に示すように、機器温調装置１０の制御装置２４は、予め定められた前提条件が満たされ、且つ、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下である場合には、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を行わせる。従って、ループ型のサーモサイフォンとして構成された流体循環回路２６による電池１２の冷却を適宜起動することが可能である。

具体的に言えば、上記前提条件が満たされた場合とは、電池冷却器１４が予め定められた基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いた場合である。そして、気泡発生装置２２は加熱源である。従って、電池冷却器１４がその基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾き、且つ、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下である場合に、気泡発生装置２２は、電池冷却器１４内に溜まった液相冷媒を一時的に加熱し沸騰させる。これにより、気相冷媒である気泡１４ｅが電池冷却器１４内の冷媒の液面１４ｄを押し上げ、電池冷却器１４が傾いた状態であっても電池冷却器１４の上面部１４１の全体にわたって液相冷媒を接触させることができる。その結果、複数の電池セル１２１の均温化を十分に行うことが可能となる。そして、車両が車両水平状態に対し傾いた状態でも各電池セル１２１の均温化および冷却が可能であるので、電池セル温度のばらつきを抑え電池１２の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態によれば図４に示すように、制御装置２４は、上記前提条件が満たされ、且つ、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下である場合には、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を一時的に行わせる。従って、電池冷却器１４内で冷媒の沸騰を促進し、液相冷媒を電池冷却器１４の上面部１４１全体にわたって行き渡らせることが可能である。

そして、その気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生を、流体循環回路２６で冷媒の循環を開始させる切っ掛けとして利用することが可能である。要するに、サーモサイフォン現象を開始させる起動装置として気泡発生装置２２を利用することが可能である。そして、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生が、サーモサイフォン現象の開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。このように、電池温度と外気温度との温度差がサーモサイフォン現象を開始させるほどには拡大していない場合であっても、気泡発生装置２２を上記起動装置として機能させることにより、サーモサイフォン現象を開始させることが可能である。

また、本実施形態によれば図４に示すように、制御装置２４は、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を開始させた後に、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えた場合には、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生を停止する。すなわち、このようにすることによって、制御装置２４は、気泡１４ｅの発生を一時的に行わせる。従って、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生が、サーモサイフォン現象の開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。

また、本実施形態によれば図１および図３に示すように、気泡発生装置２２は、電池冷却器１４のうち、電池冷却器１４の流出口１４ｃに対するよりも流入口１４ｂに対して近い位置に配置されている。ここで、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下であるときでも、流入口１４ｂ付近では凝縮器１６からの凝縮液が電池冷却器１４へ僅かに戻ってくることがあり、その場合、その戻った凝縮液が蒸発することにより電池１２を冷却する。

従って、車両が例えば傾くなどして電池冷却器１４内で気相冷媒が流出口１４ｃ側または流入口１４ｂ側に偏って存在することを想定した場合、流入口１４ｂ側よりも流出口１４ｃ側に気相冷媒が偏った場合の方が、サーモサイフォン現象を開始させるメリットが大きい。そして、流出口１４ｃ側に気相冷媒が偏った場合とは、言い換えれば、流入口１４ｂ側に液相冷媒が偏った場合である。このことから、サーモサイフォン現象を開始させるメリットが大きい状況下で気泡発生作用を液相冷媒へ及ぼし易い位置、すなわち、流入口１４ｂに対して近い位置に気泡発生装置２２を配置することが可能である。要するに、上記サーモサイフォン現象を開始させるメリットが大きい状況下で確実に液相冷媒が溜まっている箇所に気泡発生装置２２を配置することが可能である。

また、本実施形態によれば図５に示すように、気泡発生装置２２は、液相冷媒を加熱することで気泡１４ｅを発生させる。従って、電気ヒータ等の加熱源を気泡発生装置２２として用い、その加熱源を、冷媒の沸騰を利用した電池１２の冷却に利用することが可能である。

なお、特許文献１の電池温度調節装置では、熱媒体を加熱する加熱部材が温度調節部内に設けられているが、この加熱部材は、あくまでも電池を暖めるための電池用ヒータに過ぎない。これに対し、本実施形態の加熱源である気泡発生装置２２は、電池を暖めることを目的とはせず、電池１２の冷却を促進する装置として用いられている。この点において、本実施形態の気泡発生装置２２は、特許文献１に記載の加熱部材とは異なる。

また、本実施形態によれば、複数の電池セル１２１はそれぞれ電池冷却器１４の上面１４１ａの上に並べて配置されている。すなわち、電池１２の各電池セル１２１は、電池冷却器１４の上面部１４１の上に載っている。ここで、例えば特許文献１の電池温度調節装置では温度調節部が各電池セルの側面に配置されているが、その温度調節部と電池セルの接触面との間には、両者の間の伝熱を促進するためにある程度の押付け荷重（例えば、拘束力）が必要となる。

これに対し、本実施形態の機器温調装置１０では、上記のように各電池セル１２１は電池冷却器１４の上に載っており、言い換えれば、電池セル１２１の側面ではなく下面に電池冷却器１４が配置されている。そのため、電池セル１２１の自重で電池セル１２１と電池冷却器１４との間に接触荷重を確保することが可能である。従って、本実施形態のように電池１２の下側に電池冷却器１４を配置する下面冷却方式の方が、特許文献１に記載された温度調節部の配置方式よりも、電池１２を冷却する上で有利である。

また、本実施形態によれば、例えば図３のように電池冷却器１４のうち液面１４ｄを境に上流側の部位では冷媒が液相であり且つ下流側の部位では冷媒が気相であるときに、図４のステップＳ１０１にて、電池冷却器１４が基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いたと判定される。すなわち、制御装置２４は、電池冷却器１４のうち冷媒の上流側の部位が液相で、電池冷却器１４のうち冷媒の下流側の部位が気相のときに、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を行わせる。これにより、上述のように流体循環回路２６による電池１２の冷却を適宜起動することが可能である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。また、前述の実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。このことは後述の第３実施形態以降でも同様である。

図６に示すように、本実施形態では、制御装置２４が実行する制御処理が前述の第１実施形態と異なっている。それ以外については、本実施形態は第１実施形態と同様である。

具体的には図６のステップＳ２０１が第１実施形態の制御処理とは異なっている。すなわち、本実施形態の制御処理では、図４のステップＳ１０１に替えて図６のステップＳ２０１が設けられている。なお、図６のステップＳ２０１以外のステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４は第１実施形態の制御処理と同じである。また、図６の制御処理も、図４の制御処理と同様に周期的に繰り返し実行される。

図６に示すように、制御装置２４は、ステップＳ２０１にて、電池１２の温度（すなわち、電池温度）が所定の温度閾値ＴＰ１以上になったか否かを判定する。この電池温度が所定の温度閾値ＴＰ１以上になることは、気泡発生装置２２をオンにするための予め定められた前提条件である。すなわち、その前提条件が満たされた場合とは、電池温度が所定の温度閾値ＴＰ１以上になった場合である。

その温度閾値ＴＰ１は、電池温度が温度閾値ＴＰ１以上になれば電池１２の冷却が必要になっていると判定できるように、予め実験的に定められている。なお、このステップＳ２０１で温度閾値ＴＰ１と比較される電池温度は、例えば、各電池セル１２１の温度のうちの最大値とされている。また、その各電池セル１２１の温度は、複数の電池セル１２１の各々に設けられた電池セル温度センサ２８ｂ（図２参照）によって検出される。

図６のステップＳ２０１において、電池温度が温度閾値ＴＰ１以上になったと判定された場合には、ステップＳ１０２へ進む。その一方で、電池温度が温度閾値ＴＰ１未満であると判定された場合には、ステップＳ１０４へ進む。

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

また、本実施形態によれば、機器温調装置１０の制御装置２４は、予め定められた前提条件が満たされ、且つ、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下である場合には、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を行わせる。そして、その前提条件が満たされた場合とは、電池温度が所定の温度閾値ＴＰ１以上になった場合である。

ここで、電池温度と凝縮器１６の受熱流体である外気の温度との温度差が或る限度よりも小さい状態において何もしなければ、冷媒が循環するサーモサイフォン現象は生じず、電池冷却器１４内に液相の冷媒が溜まったままになる。電池１２は例えば車室の床下やトランクルーム下などに配置されることが多いので、夏季の駐車など炎天下で長時間にわたって車両が放置されるシーンでは、電池温度が徐々に上昇するため電池１２の冷却が必要になる。

但し、サーモサイフォン現象は電池温度と外気温度との間に或る程度の温度差がないと自然には開始しない。そのため、電池温度の上昇が緩やかである場合には、電池温度が外気温度より高くなっていてもサーモサイフォン現象が自然には開始しないことがあると考えられる。

これに対し、本実施形態の制御装置２４は、上述のように、電池温度が所定の温度閾値ＴＰ１以上になり、且つ、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下である場合には、図７に示すように気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を行わせる。これにより、その気泡１４ｅの発生を切っ掛けとして電池冷却器１４内で冷媒の沸騰が促進され、サーモサイフォン現象の開始により冷媒を循環させることが可能である。

そして、流体循環回路２６で冷媒の循環（すなわち、サーモサイフォン現象）が一旦始まれば、電池温度と外気温度との間の温度差がある限りその冷媒の循環が続く。そのため、本実施形態の制御処理でも、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えていると図６のステップＳ１０２で判定された時点、すなわち、冷媒が循環したと判定された時点で気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生が停止される。従って、本実施形態でも第１実施形態と同様に、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生が、サーモサイフォン現象の開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。

なお、本実施形態では、図４のステップＳ１０１に替えて図６のステップＳ２０１が設けられていることから判るように、車両の傾きの有無に関係なく、図６のステップＳ２０１、Ｓ１０２の判定に従って、気泡発生装置２２としての加熱源はオンにされる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

図８に示すように、本実施形態では、気泡発生装置２２の配置と往路配管１８の形状とが前述の第１実施形態と異なっている。それ以外については、本実施形態は第１実施形態と同様である。

具体的には図８に示すように、往路配管１８は部分的にＵ字形状を成しており、気泡発生配置部１８１と下方配置部１８２とを有している。その気泡発生配置部１８１と下方配置部１８２は、Ｕ字形状の部分に含まれている。そして、下方配置部１８２は、往路流通路１８ａの冷媒流れにおいて気泡発生配置部１８１よりも凝縮器１６側に配置されている。

また、気泡発生配置部１８１には気泡発生装置２２が設けられている。すなわち、気泡発生装置２２は、往路配管１８のうち液相冷媒が溜まる配管部分で、電池冷却器１４の流入口１４ｂと往路配管１８の下方配置部１８２との間に設けられている。

本実施形態では、気泡発生装置２２は気泡発生配置部１８１の外側を取り巻くようにその気泡発生配置部１８１に結合されている。これにより、気泡発生装置２２は、気泡発生配置部１８１内の冷媒を気泡発生配置部１８１の外側から加熱することができる。

また、下方配置部１８２は、気泡発生配置部１８１よりも下方に配置されている。例えば、車両が車両水平状態にあるときに、下方配置部１８２は、気泡発生配置部１８１よりも下方に配置される。更に、車両の使用状況からあり得る所定範囲内で電池冷却器１４が何れに傾いても、下方配置部１８２は、気泡発生配置部１８１よりも下方に配置される。

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

また、本実施形態によれば、往路配管１８の気泡発生配置部１８１には気泡発生装置２２が設けられており、下方配置部１８２は、その気泡発生配置部１８１よりも下方に配置されている。そして、下方配置部１８２は、往路流通路１８ａの冷媒流れにおいて気泡発生配置部１８１よりも凝縮器１６側に配置されている。従って、気泡発生装置２２を電池冷却器１４以外の箇所に配置して、電池冷却器１４内に溜まった液相冷媒の中に気泡１４ｅを発生させることが可能である。要するに、気泡発生装置２２の搭載位置の自由度を拡げることが可能である。そして、気泡発生配置部１８１と下方配置部１８２との上下位置関係から、気泡発生装置２２が気泡発生配置部１８１内で発生させた気泡が往路流通路１８ａを凝縮器１６側へ流れることを防止することができる。すなわち、その気泡が往路流通路１８ａを逆流することを防止することができる。

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

図９に示すように、本実施形態では、気泡発生装置２２の配置と往路配管１８とが前述の第１実施形態と異なっている。それ以外については、本実施形態は第１実施形態と同様である。

具体的には図９に示すように、往路配管１８は、気泡発生配置部１８１と逆止弁１８３とを有している。そして、その逆止弁１８３は、往路流通路１８ａにおいて凝縮器１６から電池冷却器１４への冷媒流れを許容する一方で、電池冷却器１４から凝縮器１６への冷媒流れを阻止する。要するに、逆止弁１８３は、往路流通路１８ａにおける冷媒流れの逆流を阻止する。

また、逆止弁１８３は、往路流通路１８ａの冷媒流れにおいて気泡発生配置部１８１よりも凝縮器１６側に配置されている。詳細には、その逆止弁１８３は、往路配管１８内に形成される液面の位置ＳＦ１よりも上に配置されているので、往路配管１８内のうち冷媒が気液二相となっている部位に配置されている。

また、気泡発生配置部１８１には気泡発生装置２２が設けられている。すなわち、気泡発生装置２２は、往路配管１８のうち液相冷媒が溜まる配管部分で、電池冷却器１４の流入口１４ｂと逆止弁１８３との間に設けられている。

本実施形態でも前述の第３実施形態と同様に、気泡発生装置２２は気泡発生配置部１８１の外側を取り巻くようにその気泡発生配置部１８１に結合されている。

本実施形態では、前述の第１実施形態と共通の構成から奏される効果を第１実施形態と同様に得ることができる。

また、本実施形態によれば、往路配管１８の気泡発生配置部１８１には気泡発生装置２２が設けられており、逆止弁１８３は、往路流通路１８ａにおいて凝縮器１６から電池冷却器１４への冷媒流れを許容する一方で、その冷媒流れの逆流を阻止する。そして、その逆止弁１８３は、往路流通路１８ａの冷媒流れにおいて気泡発生配置部１８１よりも凝縮器１６側に配置されている。従って、気泡発生装置２２を電池冷却器１４以外の箇所に配置して、電池冷却器１４内に溜まった液相冷媒の中に気泡１４ｅを発生させることが可能である。更に言えば、気泡発生装置２２の搭載位置の自由度を前述の第３実施形態よりも拡げることが可能である。そして、気泡発生装置２２が気泡発生配置部１８１内で発生させた気泡が往路流通路１８ａを凝縮器１６側へ流れることを逆止弁１８３によって防止することができる。

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２実施形態と組み合わせることも可能である。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明する。

本実施形態の気泡発生装置２２は加熱源ではなく、超音波振動器である。この点において本実施形態は前述の第１実施形態と異なっている。それ以外については、本実施形態は第１実施形態と同様である。

本実施形態では図１に示すように、超音波振動器である気泡発生装置２２は、第１実施形態と同様に電池冷却器１４の下部の壁に接合されているので、気泡発生装置２２が発する超音波振動はその下部の壁を介して冷却器室１４ａの冷媒へ伝わるようになっている。

そして、その気泡発生装置２２は、液相冷媒に超音波振動を加えることで、図５に示すように液相冷媒にマイクロバブル状の気泡１４ｅを発生させる。これにより、本実施形態の気泡発生装置２２は、電池冷却器１４内の冷媒を加熱することなく、第１実施形態の気泡発生装置２２と同様の効果を得ることが可能である。その第１実施形態の気泡発生装置２２と同様の効果とは、例えば電池冷却器１４内の冷媒の液面１４ｄを押し上げる効果、および、電池冷却器１４内で冷媒の沸騰を促進する効果などである。

なお、本実施形態は第１実施形態に基づいた変形例であるが、本実施形態を前述の第２〜４実施形態のうちの何れかと組み合わせることも可能である。

（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態では図１に示すように、機器温調装置１０が冷却する対象機器は二次電池１２であるが、その対象機器に限定はない。例えば、その対象機器は、モータ、インバータ、充電器など二次電池１２以外の電子機器であってもよいし、単なる発熱体であってもよい。また、その対象機器は車載機器に限らず、基地局など定置で冷却が必要な機器であってもよい。

（２）上述の第２実施形態において、図６のステップＳ２０１で温度閾値ＴＰ１と比較される電池温度は、例えば、各電池セル１２１の温度のうちの最大値とされているが、これは一例である。その電池温度の決め方に応じて温度閾値ＴＰ１が適宜定められていればよく、例えば、その電池温度は、各電池セル１２１の温度の平均値として算出されてもよい。

（３）上述の第３、４実施形態において、気泡発生装置２２は気泡発生配置部１８１の外側を取り巻くように設けられているが、これは一例である。例えば、気泡発生装置２２は、往路配管１８の一部を構成する気泡発生配置部１８１の中に配置されていても差し支えない。

（４）上述の各実施形態において、往路配管１８は、機器温調装置１０の往路部として設けられているが、その往路部は配管部材で構成されている必要はない。例えば、ブロック状物内に形成された孔が往路流通路１８ａとして設けられている場合には、そのブロック状物のうち往路流通路１８ａを形成する部位が往路部に相当する。このことは、復路配管２０に関しても同様である。

（５）上述の各実施形態では図１に示すように、凝縮器１６は１つ設けられているが、凝縮器１６は複数設けられていても差し支えない。そのように複数の凝縮器１６が設けられている場合には、その複数の凝縮器１６に、例えば、上述の各実施形態のように空気と流体循環回路２６の冷媒とを熱交換させる熱交換器と、冷媒−冷媒熱交換器と、チラーとの何れかまたは全部が含まれていてもよい。その冷媒−冷媒熱交換器とは、冷凍サイクルの一部を構成し、その冷凍サイクルを循環する熱交換媒体を蒸発させることにより流体循環回路２６の冷媒を冷却する熱交換器である。また、上記チラーとは、冷却水等の液媒体で流体循環回路２６の冷媒を冷却する冷却装置である。

（６）上述の各実施形態において、流体循環回路２６内に充填されている冷媒は、例えばフロン系冷媒であるが、その流体循環回路２６内の冷媒はフロン系冷媒に限らない。例えば、その流体循環回路２６内に充填されている冷媒として、プロパンまたはＣＯ_２などの他の冷媒や、相変化する他の媒体が用いられても差し支えない。

（７）上述の第１実施形態において、図４のステップＳ１０２の判定は、流量センサ２８ａに検出される冷媒の循環流量に基づいて為されるが、その流量センサ２８ａを用いず他のセンサの検出値に基づいて為されもよい。例えば、図４のステップＳ１０２の判定が、図１０に示す一方側温度センサ２８ｆの検出値と他方側温度センサ２８ｇの検出値とに基づいて為される場合が想定される。

図１０では、一方側温度センサ２８ｆおよび他方側温度センサ２８ｇは、冷却器室１４ａのうちの上部に配置されている。そして、一方側温度センサ２８ｆは、冷却器室１４ａのうち電池積層方向ＤＲｂの一方側の端部に設けられ、他方側温度センサ２８ｇは、冷却器室１４ａのうち電池積層方向ＤＲｂの他方側の端部に設けられている。そのため、各温度センサ２８ｆ、２８ｇは、気泡１４ｅが無いときに電池冷却器１４が電池積層方向ＤＲｂの一方側と他方側との何れかを上側として基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いた場合には、温度センサ２８ｆ、２８ｇの一方が液面１４ｄ上に露出するようになっている。

ここで、電池冷却器１４が電池積層方向ＤＲｂの一方側と他方側との何れかを上側として基準姿勢に対して所定角度ＡＧ１以上傾いた場合、サーモサイフォン現象が生じていなければ電池冷却器１４内の温度ばらつきが大きくなる。逆に、サーモサイフォン現象が生じていれば電池冷却器１４内の温度ばらつきが縮小し均温化が図られる。

従って、図４のステップＳ１０２では、両温度センサ２８ｆ、２８ｇの検出温度の差が所定の温度差判定値未満である場合には、サーモサイフォン現象が生じていると判定することができる。すなわち、流体循環回路２６を循環する冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えていると判定することができる。

逆に、両温度センサ２８ｆ、２８ｇの検出温度の差が上記温度差判定値以上である場合には、サーモサイフォン現象が生じていないと判定することができる。すなわち、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１以下であると判定することができる。なお、図１０の一方側温度センサ２８ｆの検出温度は、電池１２のうち電池積層方向ＤＲｂで最も一方側に配置された電池セル１２１の電池セル温度センサ２８ｂが検出する検出温度に置き換えられてもよい。そして、図１０の他方側温度センサ２８ｇの検出温度は、電池１２のうち電池積層方向ＤＲｂで最も他方側に配置された電池セル１２１の電池セル温度センサ２８ｂが検出する検出温度に置き換えられてもよい。

（８）上述の第２施形態において、図６のステップＳ１０２の判定は、流量センサ２８ａに検出される冷媒の循環流量に基づいて為されるが、その流量センサ２８ａを用いず他のセンサの検出値に基づいて為されもよい。例えば、図６のステップＳ１０２の判定が、電池冷却器１４の流出口１４ｃの冷媒温度を検出する流出口冷媒温度センサの検出値に基づいて為される場合が想定される。

例えば、電池温度が所定の温度閾値ＴＰ１以上になり電池１２が高温になっている場合に、サーモサイフォン現象が発生していない状態からサーモサイフォン現象が開始されると、電池１２の冷却が促進されるので、流出口１４ｃの冷媒温度が低下する。従って、上記の流出口冷媒温度センサが用いられる構成では、気泡発生装置２２がオンにされる前に対する流出口冷媒温度センサの検出温度の低下幅が所定の温度低下幅判定値以上になった場合に、サーモサイフォン現象が開始されたと判定することができる。なお、流出口冷媒温度センサの検出温度は、電池１２のうち電池冷却器１４の流出口１４ｃに最も近い電池セル１２１の電池セル温度センサ２８ｂが検出する検出温度に置き換えられてもよい。

（９）上述の第１実施形態において、図４のステップＳ１０１で判定において電池冷却器１４の傾斜の向きに正負はないが、これは一例である。そのステップＳ１０１の判定において、基準姿勢に対する所定角度ＡＧ１以上の電池冷却器１４の傾きが、図５のように電池冷却器１４のうち電池積層方向ＤＲｂの他方側を一方側よりも上方に位置させる傾きに限定されることも考え得る。

（１０）上述の第１実施形態では図４に示すように、気泡発生装置２２が気泡１４ｅの発生を開始させた後に、冷媒の循環流量が所定流量Ｑ１を超えた場合には、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生が停止されるが、これは一例である。例えば、気泡発生装置２２が気泡１４ｅの発生を開始させた場合、その開始時から所定時間経過後に、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生がタイマーによって停止されることも考え得る。

すなわち、制御装置２４は、気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を開始させた後に気泡１４ｅの発生開始時から所定時間が経過した場合には気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生を停止し、これにより気泡発生装置２２に気泡１４ｅの発生を一時的に行わせてもよいということである。このようにしても上述の第１実施形態と同様に、気泡発生装置２２による気泡１４ｅの発生が、サーモサイフォン現象の開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。なお、このことは、第２実施形態でも同様である。

（１１）上述の各実施形態では、機器温調装置１０は電池１２を冷却することで電池１２の温度調整を行うが、機器温調装置１０は、そのような冷却機能に加え、電池１２を加熱する加熱機能を備えていても差し支えない。

（１２）上述の各実施形態では図１に示すように、気泡発生装置２２は電池冷却器１４の下部の壁に設けられているが、電池冷却器１４の側壁など他の場所に設けられても差し支えない。

（１３）上述の各実施形態では図１に示すように、気泡発生装置２２は電池冷却器１４の外側に設けられているが、これは一例である。例えば図１１に示すように、気泡発生装置２２は電池冷却器１４内に設けられていても差し支えない。このようにしたとすれば、気泡発生装置２２が電池冷却器１４の外側に設けられている場合と比較して、電池冷却器１４内の液相冷媒に対し気泡１４ｅを発生させやすいように気泡発生装置２２を配置することが可能である。なお、図１１の例では、気泡発生装置２２は冷却器室１４ａのうちの底部に配置されている。

（１４）上述の各実施形態において、図２および図６のフローチャートに示す各ステップの処理はコンピュータプログラムによって実現されるものであるが、ハードロジックで構成されるものであっても差し支えない。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、機器温調装置は、吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させる気泡発生部を備えている。そして、機器温調装置の制御装置は、流体循環回路を循環する作動流体の循環流量が所定流量以下である場合には、その気泡発生部に気泡の発生を行わせる。

また、第２の観点によれば、制御装置は、予め定められた前提条件が満たされ、且つ、作動流体の循環流量が所定流量以下である場合には、気泡発生部に気泡の発生を行わせる。

また、第３の観点によれば、制御装置は、上記前提条件が満たされ、且つ、作動流体の循環流量が所定流量以下である場合には、気泡発生部に気泡の発生を一時的に行わせる。従って、その気泡発生部による気泡の発生を、流体循環回路で作動流体の循環を開始させる切っ掛けとして利用することが可能である。要するに、作動流体の循環を開始させる起動装置として気泡発生部を利用することが可能である。そして、気泡発生部による気泡の発生が、作動流体の循環開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。

また、第４の観点によれば、制御装置は、気泡発生部に気泡の発生を開始させた後に作動流体の循環流量が所定流量を超えた場合には気泡発生部による気泡の発生を停止し、これにより気泡発生部に気泡の発生を一時的に行わせる。従って、気泡発生部による気泡の発生が、作動流体の循環開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。

また、第５の観点によれば、制御装置は、気泡発生部に気泡の発生を開始させた後に気泡の発生開始時から所定時間が経過した場合には気泡発生部による気泡の発生を停止し、これにより気泡発生部に気泡の発生を一時的に行わせる。従って、このようにしても、気泡発生部による気泡の発生が、作動流体の循環開始後に不必要に継続することを回避することが可能である。

また、第６の観点によれば、上記前提条件が満たされた場合とは、吸熱部が予め定められた基準姿勢に対して所定角度以上傾いた場合である。従って、吸熱部が傾いた状態であっても、吸熱部内での気泡の発生によりその気泡が吸熱部内の液面を押し上げ、吸熱部内の全体にわたって液相の作動流体を行き渡らせることが可能である。その結果、対象機器全体の均温化を十分に行うことが可能となる。

また、第７の観点によれば、上記前提条件が満たされた場合とは、対象機器の温度が所定の温度閾値以上になった場合である。従って、対象機器を冷却する必要性に応じ、気泡発生部による気泡の発生を切っ掛けとして吸熱部内での作動流体の沸騰を促進することが可能である。

また、第８の観点によれば、気泡発生部は、吸熱部のうち、流出口に対するよりも流入口に対して近い位置に配置される。ここで、作動流体の循環流量が所定流量以下であるときでも、吸熱部の流入口付近では放熱部からの凝縮液が吸熱部へ僅かに戻ってくることがあり、その場合、その戻った凝縮液が蒸発することにより対象機器を冷却する。従って、吸熱部が例えば傾くなどして吸熱部内で気相の作動流体が流出口側または流入口側に偏って存在することを想定した場合、流入口側に気相の作動流体が偏った場合よりも流出口側に気相の作動流体が偏った場合の方が、作動流体の循環を開始させるメリットが大きい。そして、流出口側に気相の作動流体が偏った場合とは、言い換えれば、流入口側に液相の作動流体が偏った場合である。このことから、作動流体の循環を開始させるメリットが大きい状況下で気泡発生作用を液相の作動流体へ及ぼし易い位置、すなわち、流入口に対して近い位置に気泡発生部を配置することが可能である。

また、第９の観点によれば、気泡発生部は吸熱部内に設けられている。従って、気泡発生部が吸熱部の外側に設けられている場合と比較して、吸熱部内の液相の作動流体に対し気泡を発生させやすいように気泡発生部を配置することが可能である。

また、第１０の観点によれば、往路部は、気泡発生部が設けられた気泡発生配置部と、その気泡発生配置部よりも下方に配置される下方配置部とを有する。そして、その下方配置部は、往路流通路の作動流体流れにおいて気泡発生配置部よりも放熱部側に配置されている。従って、気泡発生部を吸熱部以外の箇所に配置して、吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させることが可能である。そして、気泡発生部が気泡発生配置部内で発生させた気泡が往路流通路を放熱部側へ流れること、すなわち、気泡が往路流通路を逆流することを防止することができる。

また、第１１の観点によれば、往路部は、気泡発生部が設けられた気泡発生配置部と、放熱部から吸熱部への作動流体流れを許容する一方でその作動流体流れの逆流を阻止する逆止弁とを有する。そして、その逆止弁は、往路流通路の作動流体流れにおいて気泡発生配置部よりも放熱部側に配置されている。従って、気泡発生部を吸熱部以外の箇所に配置して、吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させることが可能である。そして、気泡発生部が気泡発生配置部内で発生させた気泡が往路流通路を放熱部側へ流れることを防止することができる。

また、第１２の観点によれば、気泡発生部は、液相の作動流体を加熱することで気泡を発生させる。従って、例えば液相の作動流体を加熱するヒータを、作動流体の沸騰を利用した対象機器の冷却に利用することが可能である。

また、第１３の観点によれば、気泡発生部は、液相の作動流体に超音波振動を加えることで気泡を発生させる。従って、吸熱部内の作動流体を加熱することなく、対象機器の冷却を適宜起動することが可能である。

また、第１４の観点によれば、機器温調装置は、吸熱部内に溜まった液相の作動流体の中に気泡を発生させる気泡発生部を備えている。そして、機器温調装置の制御装置は、吸熱部のうち作動流体の上流側の部位が液相で、吸熱部のうち作動流体の下流側の部位が気相のときに、気泡発生部に気泡の発生を行わせる。

Claims (14)

1. 作動流体が循環し、該作動流体の液相と気相との相変化によって対象機器（１２）の温度を調整する機器温調装置であって、
   前記対象機器から前記作動流体に吸熱させることにより該作動流体を蒸発させる吸熱部（１４）と、
   該吸熱部よりも上方に配置され、前記作動流体から放熱させることにより該作動流体を凝縮させる放熱部（１６）と、
   該放熱部から前記吸熱部へ前記作動流体を流す往路流通路（１８ａ）が形成された往路部（１８）と、
   前記吸熱部から前記放熱部へ前記作動流体を流す復路流通路（２０ａ）が形成された復路部（２０）と、
   前記吸熱部内に溜まった液相の前記作動流体の中に気泡（１４ｅ）を発生させる気泡発生部（２２）と、
   制御装置（２４）とを備え、
   該制御装置は、前記放熱部と前記往路部と前記吸熱部と前記復路部とから構成された流体循環回路（２６）を循環する前記作動流体の循環流量が所定流量（Ｑ１）以下である場合には、前記気泡発生部に前記気泡の発生を行わせる機器温調装置。
2. 前記制御装置は、予め定められた前提条件が満たされ、且つ、前記作動流体の循環流量が前記所定流量以下である場合には、前記気泡発生部に前記気泡の発生を行わせる請求項１に記載の機器温調装置。
3. 前記制御装置は、前記前提条件が満たされ、且つ、前記作動流体の循環流量が前記所定流量以下である場合には、前記気泡発生部に前記気泡の発生を一時的に行わせる請求項２に記載の機器温調装置。
4. 前記制御装置は、前記気泡発生部に前記気泡の発生を開始させた後に前記作動流体の循環流量が前記所定流量を超えた場合には前記気泡発生部による前記気泡の発生を停止し、これにより前記気泡発生部に前記気泡の発生を一時的に行わせる請求項３に記載の機器温調装置。
5. 前記制御装置は、前記気泡発生部に前記気泡の発生を開始させた後に該気泡の発生開始時から所定時間が経過した場合には前記気泡発生部による前記気泡の発生を停止し、これにより前記気泡発生部に前記気泡の発生を一時的に行わせる請求項３に記載の機器温調装置。
6. 前記前提条件が満たされた場合とは、前記吸熱部が予め定められた基準姿勢に対して所定角度（ＡＧ１）以上傾いた場合である請求項２ないし５のいずれか１つに記載の機器温調装置。
7. 前記前提条件が満たされた場合とは、前記対象機器の温度が所定の温度閾値（ＴＰ１）以上になった場合である請求項２ないし５のいずれか１つに記載の機器温調装置。
8. 前記吸熱部には、前記往路流通路を前記吸熱部内へ連通させる流入口（１４ｂ）と、前記復路流通路を前記吸熱部内へ連通させる流出口（１４ｃ）とが形成されており、
   前記気泡発生部は、前記吸熱部のうち、前記流出口に対するよりも前記流入口に対して近い位置に配置される請求項１ないし７のいずれか１つに記載の機器温調装置。
9. 前記気泡発生部は前記吸熱部内に設けられている請求項８に記載の機器温調装置。
10. 前記往路部は、前記気泡発生部が設けられた気泡発生配置部（１８１）と、該気泡発生配置部よりも下方に配置される下方配置部（１８２）とを有し、
    該下方配置部は、前記往路流通路の作動流体流れにおいて前記気泡発生配置部よりも前記放熱部側に配置されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の機器温調装置。
11. 前記往路部は、前記気泡発生部が設けられた気泡発生配置部（１８１）と、前記放熱部から前記吸熱部への作動流体流れを許容する一方で該作動流体流れの逆流を阻止する逆止弁（１８３）とを有し、
    該逆止弁は、前記往路流通路の作動流体流れにおいて前記気泡発生配置部よりも前記放熱部側に配置されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の機器温調装置。
12. 前記気泡発生部は、液相の前記作動流体を加熱することで前記気泡を発生させる請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の機器温調装置。
13. 前記気泡発生部は、液相の前記作動流体に超音波振動を加えることで前記気泡を発生させる請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の機器温調装置。
14. 作動流体が循環し、該作動流体の液相と気相との相変化によって対象機器（１２）の温度を調整する機器温調装置であって、
    前記対象機器から前記作動流体に吸熱させることにより該作動流体を蒸発させる吸熱部（１４）と、
    該吸熱部よりも上方に配置され、前記作動流体から放熱させることにより該作動流体を凝縮させる放熱部（１６）と、
    該放熱部から前記吸熱部へ前記作動流体を流す往路流通路（１８ａ）が形成された往路部（１８）と、
    前記吸熱部から前記放熱部へ前記作動流体を流す復路流通路（２０ａ）が形成された復路部（２０）と、
    前記吸熱部内に溜まった液相の前記作動流体の中に気泡（１４ｅ）を発生させる気泡発生部（２２）と、
    制御装置（２４）とを備え、
    該制御装置は、前記吸熱部のうち前記作動流体の上流側の部位が液相で、前記吸熱部のうち前記作動流体の下流側の部位が気相のときに、前記気泡発生部に前記気泡の発生を行わせる機器温調装置。

Images