攪拌部材の故障判定装置及び車両
【課題】攪拌部材の故障判定装置の構造を簡素化してコストを削減する。
【解決手段】複数の円筒型電池１２１と熱交換を行う冷却液１４と、複数の円筒型電池１２１及び冷却液１４を収容する収容容器１１と、コントローラ６１から出力された作動信号に基づき冷却液１４を攪拌する攪拌部材３１と、収容容器１１の内部の温度差を検出するための検出センサ１３１、１３２とを有し、コントローラ１１は、前記作動信号が出力された後に、収容容器１１の内部の温度差が予め設定された設定温度（例えば、２０℃）以上である場合には、攪拌部材３１が故障であると判定する。
【解決手段】複数の円筒型電池１２１と熱交換を行う冷却液１４と、複数の円筒型電池１２１及び冷却液１４を収容する収容容器１１と、コントローラ６１から出力された作動信号に基づき冷却液１４を攪拌する攪拌部材３１と、収容容器１１の内部の温度差を検出するための検出センサ１３１、１３２とを有し、コントローラ１１は、前記作動信号が出力された後に、収容容器１１の内部の温度差が予め設定された設定温度（例えば、２０℃）以上である場合には、攪拌部材３１が故障であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の蓄電体と熱交換を行う液状の熱交換媒体を攪拌する攪拌部材の故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池やキャパシタに蓄電された電力によりモータを回転させて、車両を駆動する電
気車両、ハイブリッド車両が知られている。二次電池やキャパシタは、電力を充放電
する際に発熱する。二次電池などが使用中に昇温して高温になると、電池の寿命が短くな
る。そこで、電池の温度を検出して、検出した温度が所定値以上になると、電池の近傍に
配置された冷却ファンを作動して電池を冷却し、電池温度を下げるようにした冷却装置
が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、電池を冷却する冷却ファンと、電池の温度を検出する温度センサと、冷却ファンの作動制御を行うバッテリコントローラと、冷却ファンが作動しているときに温度センサによって検出した電池の温度Ｔｂ１を記憶するＲＡＭとを備える冷却装置の故障判定装置が開示されている。
【０００４】
上述の構成において、ＲＡＭから読み出したＴｂ１と、冷却ファンの作動を停止させる制御を行ったときに温度センサによって検出した電池の温度Ｔｂ２とに基づいて冷却ファンの故障を判断する。これにより、電池の出力を制限する制御の影響を受けることなく、冷却ファンの故障を確実に判断することができる。
【０００５】
一方、近年、ハイブリッド車両の駆動電源などとして出力密度の高い蓄電体が求められるており、複数の蓄電体を冷却液の中に浸漬した蓄電装置が提案されている。この種の蓄電装置では、各蓄電体の温度のバラツキを抑制するために、冷却液の中に攪拌部材を配置して、冷却液を攪拌している。
【特許文献１】特開２００２−３４３４４９号公報
【特許文献２】特開２００２−１０１５７０号公報
【特許文献３】特開２００４−２８１０７７号公報
【特許文献４】特開２００５−１２９３５９号公報
【特許文献５】特開２００５−１６０１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、攪拌部材が故障により回転不能に陥ると、冷却液の温度にバラツキが生じて、温度の高い蓄電体の寿命が短くなる。したがって、攪拌部材の故障を早期に検知する必要がある。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、攪拌部材の故障を早期に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願発明の攪拌部材の故障判定装置は、
（１）「複数の蓄電体と熱交換を行う液状の熱交換媒体と、前記複数の蓄電体及び前記熱交換媒体を収容する収容容器と、出力回路から出力された作動信号に基づき前記熱交換媒体を攪拌する攪拌部材と、前記収容容器の内部の温度差を検出するための検出センサと、前記出力回路から前記作動信号が出力された後に、前記収容容器の内部の温度差が予め設定された設定温度以上である場合には、前記攪拌部材が故障であると判定する故障判定手段と、を有する」ことを特徴とする。
【０００９】
（１）に記載の発明によれば、攪拌部材の故障を早期に判定することができる。
【００１０】
（２）（１）の構成において、前記検出センサとして、前記蓄電体の温度を検出する温度センサを用いることができる。（２）に記載の発明によれば、蓄電体に設けられた温度センサを用いることができるため、独立した温度センサが不要となり、コストを削減することができる。
【００１１】
（３）（２）の構成において、前記複数の蓄電体は、第１の蓄電体と、この第１の蓄電体よりも下方に配置される第２の蓄電体とを含み、前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含んでいる。
【００１２】
加熱された液状の熱交換媒体は比重が軽くなって収容部の内部を上側に移動する。したがって、（３）に記載の発明によれば、攪拌部材の異常検出をより正確かつ早期に行うことができる。
【００１３】
（４）（２）の構成において、前記複数の蓄電体は、前記攪拌部材が正常に作動する正常作動状態において最高温度となる第１の蓄電体と、最低温度となる第２の蓄電体とを含み、前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含んでいる。
【００１４】
（４）に記載の発明によれば、攪拌部材の異常検出をより正確かつ早期に行うことができる。
【００１５】
（５）（１）の構成において、「前記検出センサとして、前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出センサ」を用いることもできる。蓄電体の温度と出力（電圧）との関係には相関関係があり、蓄電体の温度が上昇すると蓄電体の出力も増すため、蓄電体の電圧から収容部の内部における温度差を推定することができる。
【００１６】
（６）（１）乃至（５）の構成において、「外周面に攪拌フィンが形成された回転軸を含む前記攪拌部材」を用いることができる。
【００１７】
（６）の構成によれば、攪拌フィンに異物（例えば、収容容器の内面から削ぎ落ちた内壁の一部）が噛み込んで、攪拌部材が作動不能になったことを検知することができる。
【００１８】
（７）（６）の構成において、「コイルに通電して前記回転軸を回転させるモータにより駆動される前記攪拌部材」を用いることができる。
【００１９】
（７）の構成によれば、コイルが断線して、攪拌部材が作動不能になったことを検知することができる。
【００２０】
（８） （１）乃至（７）の構成において、「前記設定温度は、前記攪拌部材が正常に機能しているときの前記収容部の内部の最大温度差よりも高い温度」に設定するのが好ましい。
【００２１】
（８）の構成によれば、より正確に攪拌部材の故障を判定することができる。
【００２２】
（９）（１）乃至（８）のいずれか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置を、
該攪拌部材の故障判定装置の判定結果を車内の乗員に報知するための報知装置とともに車両に搭載することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、攪拌部材の故障を早期に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１乃至図４を参照しながら、本実施例の攪拌部材の故障判定装置の概略構成について説明する。ここで、図１は蓄電装置の分解斜視図であり、図２は円筒型電池の長手方向に対して直交する方向における蓄電装置の断面図であり、図３は攪拌ユニットの斜視図であり、図４は攪拌部材の故障判定装置の回路構成を図示したブロック図である。
【００２５】
複数の円筒型電池（蓄電体）１２１からなる組電池１２は、ハイブリッド車両の駆動用または補助電源として使用され、収容容器１１に収容されている。収容容器１１には組電池１２を冷却するための冷却液（液状の熱交換媒体）１４が収容されており、この冷却液１４の中に組電池１２は浸漬されている。
【００２６】
図２に図示するように、組電池１２において、最上段の右から４番目に配列された円筒型電池１２１（第１の蓄電体）Ａ１１には第１の温度センサ（検出センサ）１３１が設けられており、最下段の右端に配列された円筒型電池（第２の蓄電体）１２１Ｄ１４には、第２の温度センサ（検出センサ）１３２が設けられている。
【００２７】
図４に図示するように、第１及び第２の温度センサ１３１、１３２は不図示の導線を介してコントローラ（出力回路、故障判定回路、故障判定手段）６１に電気的に接続されており、コントローラ６１はこれらの温度センサ１３１、１３２から出力された温度情報に基づき、冷却液１４内に設けられた攪拌部材３１の攪拌動作を制御する。
【００２８】
具体的には、第１の温度センサ１３１から出力された温度情報に基づき、円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が６０℃を超えている場合には、作動信号を出力して攪拌部材３１を駆動する。攪拌部材３１により攪拌された冷却液１４は、温度のバラツキが抑制される。
【００２９】
しかしながら、コントローラ６１から作動信号が出力されているにも関わらず、攪拌部材３１が作動しない場合がある。攪拌部材３１が動作しない場合としては、例えば、構造物の一部（例えば、破損した収容容器１１の壁部）が攪拌部材３１の攪拌フィン３１ａに噛み込んでいる場合、回転軸３１ｂを駆動するモータのコイルが断線した場合を想定している。
【００３０】
この場合、冷却液１４を強制的に攪拌できないため、各円筒型電池１２１の温度のバラツキが抑制不能になり、結果的に電池寿命が短くなる。したがって、攪拌部材３１が故障したことを車室内に報知して、速やかに電池交換を促す必要がある。
【００３１】
本発明では組電池１２の冷媒として液体が用いられており、コントローラ６１から攪拌部材３１に作動信号が出力されているにも関わらず、攪拌部材３１が作動しない場合には、冷却液１４の上下における温度差が空冷の場合よりも大きくなる。
【００３２】
そこで、コントローラ６１から作動信号が出力された後に、第１及び第２の温度センサ１３１、１３２から出力された温度情報に基づき収容部１１の内部の温度差が予め設定された設定温度以上である場合には、攪拌部材３１が故障しているものと判定する。これにより、攪拌部材の故障を早期に発見することができる。
【００３３】
また、特許文献１のように、温度センサから出力される温度情報を記憶するための記憶手段（ＲＡＭ）が無くても攪拌部材３１の故障を検知できるため、故障判定装置の構造を簡素化しながら、コストを削減することができる。
【００３４】
次に、攪拌部材の故障判定装置の構成を詳細に説明する。
【００３５】
組電池１２は、複数の円筒型電池１２１から構成されており、各円筒型電池１２１は一対の支持部材１２２間に支持されている。各円筒型電池１２１の長手方向両端には、ネジ電極１２１ａが形成されており、一対の支持部材１２２には、このネジ電極１２１ａを挿入するための貫通穴（不図示）が形成されている。
【００３６】
図２に図示するように、複数の円筒型電池１２１にはそれぞれ符号を付している。最上段に配列される円筒形電池にあっては、図中左側から１２１Ａ１〜１２１Ａ１４のように符号を付しており、円筒型電池１２１Ａ１〜１２１Ａ１４の下段に配列される円筒型電池にあっては、図中左側から１２１Ｂ１〜１２１Ｂ１４のように符号を付しており、円筒型電池１２１Ｂ１〜１２１Ｂ１４の下段に配列される円筒型電池にあっては、図中左側から１２１Ｃ１〜１２１Ｃ１４のように符号を付しており、最下段に配列される円筒型電池にあっては、図中左側から１２１Ｄ１〜１２１Ｄ１４のように符号を付している。
【００３７】
第１の温度センサ１３１は、最上段の右から４番目に配列された円筒型電池１２１Ａ１１に設けられており、第２の温度センサ１３２は、最下段の右端に配列された円筒型電池１２１Ｄ１４に設けられている。
【００３８】
ここで、第１及び第２の温度センサ１３１、１３２をそれぞれ、円筒型電池１２１Ａ１１及び１２１Ｄ１４に設けた理由は、下記の通りである。攪拌部材３１を停止した状態において、充放電により組電池１２が発熱すると、組電池１２の熱が冷却液１４に伝熱する。温度上昇した冷却液１４は、比重が軽くなり、収容容器１１の内部を上側に移動する。したがって、収容容器１１の内部において冷却液１４の温度は、底部が最も低く、上部が最も高くなる。
【００３９】
シミューションでも同様の結果が得られ、最上段の右から４番目に配列される円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が最も高くなり、最下段の右端に配列される円筒型電池１２１Ｄ１４の電池温度が最も低くなるということがわかった。なお、この結果は、攪拌部材３１が正常に作動している場合であっても同様である。
【００４０】
そこで、後述するように、攪拌部材３１に作動信号を出力しているにもかかわらず、円筒型電池１２１Ａ１１及び円筒型電池１２１Ｄ１４の温度差が予め設定された設定温度以上ある場合には、攪拌部材３１が作動していないものとみなし、故障であると判定している。このように、最も温度差がつきやすい二つの円筒型電池１２１の温度差に基づき攪拌部材３１の故障を判定することにより、より正確かつ迅速に攪拌部材３１の故障を発見することができる。
【００４１】
本実施例では「設定温度」を２０℃に設定したが、円筒型電池１２１、冷却液１４の種類に応じて適宜変更することができる。攪拌部材３１を正常に作動させた場合であっても、各円筒型電池１２１には温度差があり、この温度差は、攪拌部材３１の作動不能により拡大する。したがって、攪拌部材３１を正常に作動させたときの円筒型電池１２１Ａ１１及び円筒型電池１２１Ｄ１４の温度差を予めシミュレーションなどにより調べておき、この温度差よりも高い温度を「設定温度」として用いるとよい。これにより、攪拌部材３１の故障を正確に検知することができる。
【００４２】
複数の円筒型電池１２１は、バスバー１２３により直列に接続されている。バスバー１２３は、締結ナット１２４を各円筒型電池１２１のネジ電極１２１ａに締結することにより、固定されている。
【００４３】
各円筒型電池１２１の内部には、発電要素が収容されている。発電要素は、電極板（正極板及び負極板）と、セパレータと、電解質とで構成されており、公知の構成を適宜、適用することができる。
【００４４】
ここで、正極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に正極層を形成したものを用い、負極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に負極層を形成したものを用いることができる。より具体的には、ニッケル−水素電池では、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウムイオン電池では、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。
【００４５】
なお、本実施例では、円筒型電池を用いているが、角型等の他の形状の電池を用いることもできる。また、本実施例では、二次電池を用いているが、二次電池の代わりに、蓄電体としてのキャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。
【００４６】
収容容器１１及び蓋部材１３は、熱伝導性や耐食性等に優れた材料、例えば、冷却液１４の熱伝導率と同等又はこれよりも高い熱伝導率を有する材料で形成することができる。具体的には、収容容器１１や蓋部材１３を金属（銅や鉄等）で形成することができる。収容容器１１は、助手席下部に位置する車両のフロアパネルＦに対して固定されている。ただし、運転席及び助手席の間のコンソールボックス、後部座席の下方などに配置することもできる。
【００４７】
冷却液１４は、絶縁性を有する液体であり、例えば、絶縁性を有する油や、フッ素系不活性液体を用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、フロリナート、Ｎｏｖｅｃ ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０（スリーエム社製）を用いることができる。
【００４８】
蓋部材１３の平面視４隅にはそれぞれ、取り付け穴部（不図示）が形成されており、これらの取り付け穴部には、一対の支持部材１２２の上端面に形成された取り付け突起部１２２ａが圧入される。支持部材１２２の取り付け突起部１２２ａを蓋部材１３の該取り付け穴部に圧入することにより、収容容器１１を密閉構造にすることができる。これにより、収容容器１１の内部に異物が入り込むのを阻止でき、電池短絡を防止できる。
【００４９】
組電池１２の一端には、攪拌ユニット３０が配置されている。ここで、攪拌ユニット３０の両端は、一対の支持部材１２２の同一面内に位置するように配置されている。以下、図２及び図３を併せ用いて、攪拌ユニット３０の構成について詳細に説明する。なお、図２の矢印は、冷却液１４の対流方向を示している。
【００５０】
攪拌ユニット３０の攪拌部材３１は、回転軸３１ｂと、回転軸３１ｂの外周面に設けられた複数の攪拌フィン３１ａとから構成される。回転軸３１ｂは、円筒型電池１２１の長手方向に配置されている。複数の攪拌フィン３１ａは、回転軸３１ｂの周方向において等間隔に配置されており、各攪拌フィン３１ａは、曲面を持った形状に形成されている。
【００５１】
回転軸３１ｂの両端は、ラジアル式の軸受け部材（不図示）に回転可能に支持されている。回転軸３１ｂの一端は、回転軸駆動モータユニット３５に接続されている。モータユニット３５は、モータとドライバにより構成されており、モータにはコイルへの通電を制御することによりロータが回転するステッピングモータを用いることができる。一方の支持部材１２２には、モータ設置部１２２ｂが切欠により形成されており、このモータ設置部１２２ｂにモータユニット３５が設置されている。
【００５２】
このようにモータユニット３５を支持部材１２２の内部に設置することにより、収容容器１４の内部のスペースを有効に活用することができる。
【００５３】
攪拌ユニット３０は、第１の対流方向調整板３６と第２の対流方向調整板３７とを含む。第１の対流方向調整板３６は水平方向に対して斜設されており、その先端部は左下隅に配置される円筒型電池１２１Ｄ１と収容容器１１の底面との間の領域に位置している。
【００５４】
回転する攪拌フィン３１ａによって押し出された冷却液１４は、第１の対流方向調整板３６に当接して、収容容器１１の底面に沿って対流する。これにより、攪拌部材３１の近傍の領域のみにおいて冷却液１４が攪拌されるのを防止できる。
【００５５】
第２の対流方向調整板３７は上下方向に延びており、その上端部は、最上列に配列された円筒型電池１２１Ａ１〜Ａ１４の上端部と同じ高さに位置している。蓋部材１３の内面に沿って対流する冷却液１４は、第２の対流方向調整板３７と蓋部材１３との間に形成された隙間を通って、第２の対流方向調整板３７と収容容器１１の側壁との間に形成された流路Ｓ１に流入する。
【００５６】
流路Ｓ１に流入した冷却液１４は、回転する攪拌部材３１に引き込まれて、再び収容容器１１の底面に沿って対流する。冷却液１４の熱は、収容容器１１及び蓋部材１３に伝熱して、収容容器１１の外部に放出される。
【００５７】
上述の構成によれば、収容容器１１及び蓋部材１３の内面に沿って冷却液１４が対流する層流を起こすことができる。これにより、各円筒型電池１２１に対してその長手方向に均一に冷却液１４を供給できるため、各円筒型電池１２１を均一に冷却することができる。なお、層流とは、流体が規則正しく流線上を運動していることを意味する。
【００５８】
次に、図５を参照しながら、攪拌部材３１の故障判定方法について説明する。ここで、図５は攪拌部材の故障判定方法を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０１にて、コントローラ６１は、イグニションＳＷ６２がＯＮされたかどうかを判別し、イグニションＳＷ６２がＯＮされた場合には、Ｓ１０２に進む。
【００６０】
Ｓ１０２にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１から出力される温度情報の検出を開始してＳ１０３に進む。
【００６１】
Ｓ１０３にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１から出力される温度情報に基づき、円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が攪拌部材３１の作動温度よりも高いか否かを判別する。ここで、攪拌部材３１の作動温度は、円筒型電池１２１の種類により適宜変更することができる。例えば、円筒型電池１２１としてリチウムイオン電池を使用した場合には、攪拌部材３１の作動温度を５５℃に設定するとよい。
【００６２】
リチウムイオン電池では、電池温度が６０℃（以下、最高使用温度という）を超えると電池劣化が進行すると考えられており、当該最高使用温度よりも低い温度を作動開始温度とすることにより、リチウムイオン電池の劣化を抑止できる。
【００６３】
Ｓ１０４にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１から出力される温度情報に基づき、円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が攪拌部材２１の作動温度を超えている場合には、モータユニット３５に作動信号を出力する。
【００６４】
また、Ｓ１０５にて、コントローラ６１は、内部タイマーによるカウント動作を開始する。
【００６５】
Ｓ１０６にて、コントローラ６１は、内部タイマーによりカウント時間が１０秒に達したかどうかを判定する。ここで、カウント時間を１０秒に設定したのは、攪拌部材３１による攪拌動作が開始され、冷却液１４の温度のバラツキが抑制されるまでの時間を確保するためである。
【００６６】
Ｓ１０７にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１により検出された円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度（以下、「温度Ｔ１」という）と、第２の温度センサ１３２により検出された円筒型電池１２１Ｄ１４の電池温度（以下、「Ｔ２」という）とを比較する。
【００６７】
Ｓ１０８にて、コントローラ６１は、温度Ｔ１が温度Ｔ２よりも２０℃（設定温度）以上高いか否かを判定する。ここで、温度Ｔ１が温度Ｔ２よりも２０℃以上高い場合には、Ｓ１０４にて作動信号を出力しているにもかかわらず、故障により攪拌部材３１が作動せずに、電池の温度差が拡大したものと考えられる。
【００６８】
ここで、攪拌部材３１の回転数を測定し、この測定結果に基づき攪拌部材３１の故障を判定する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、攪拌部材３１の回転数を測定するための回転計を必要とするため、コストが増大する。これに対して、本実施例では、電池の温度差に基づき、攪拌部材３１の故障を判定しているため、回転計を省略することによりコストを削減することができる。
【００６９】
また、冷却液１４の流速を測定し、この測定結果に基づき攪拌部材３１の故障を判定する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、攪拌部材３１の流速を測定するための流量計を必要とするため、コストが増大する。これに対して、本実施例では、電池の温度差に基づき、攪拌部材３１の故障を判定しているため、流量計を省略することによりコストを削減することができる。
【００７０】
Ｓ１０９にて、コントローラ６１は、報知装置４１に信号を出力する。ここで、報知装置４１としては、運転席前方のコンビネーションメータに設けられたコーションランプを用いることができる。コーションランプは、攪拌部材３１が作動不能である場合に点灯して、車室内の乗員に故障を報知する。
【００７１】
（実施例２）
次に、実施例２の故障判定装置による攪拌部材の故障判定方法について、図６を参照しながら説明する。実施例１では、温度上昇した円筒型電池１２１の温度を下げるために攪拌部材３１を作動したが、本実施例では、温度低下した円筒型電池１２１の温度を上げるために攪拌部材３１を作動する。図６は、攪拌部材の故障判定方法を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
車両外部の温度が低い場合には、車両のフロアパネルＦに設置された収容容器１１を介して組電池１２の熱が放熱され、特に最下段に配列される（つまり、フロアパネルに近い側に配置される）円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度が上がりにくくなり、要求出力に対応した電池出力が得られなくなる。例えば、リチウムイオン電池の場合には、電池温度が１０℃以下になると、要求出力に対応した電池出力が得られなくなると考えられている。
【００７３】
一方、最上段に配列される円筒型電池１２１Ａ１〜１４は、最下段に配置される円筒型電池１２１Ｄ１〜１４よりも熱が逃げにくく、電池温度を上げやすい。そこで、最下段の円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度が１０℃よりも低い場合には、冷却液１４を攪拌して、温度分布のバラツキを抑制しながら冷却液１４の温度を上昇させ、これにより円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度を上昇させる必要がある。
【００７４】
しかしながら、実施例１と同様の理由から、故障により攪拌部材３１が作動しない場合がある。そこで、以下の手順にしたがって、攪拌部材３１の故障を判定する。なお、特許請求の範囲では、実施例の冷却液１４に対応する発明特定事項を液状の熱交換媒体と表現している。これは、本実施例のように、円筒型電池１２１を昇温させるための熱交換媒体として冷却液１４を使用する場合を考慮したものである。
【００７５】
Ｓ２０１にて、コントローラ６１は、イグニションＳＷ６２がＯＮされたかどうかを判別し、イグニションＳＷ６２がＯＮされた場合には、Ｓ２０２に進む。
【００７６】
Ｓ２０２にて、コントローラ６１は、第２の温度センサ１３２から出力される温度情報の検出を開始してＳ２０３に進む。
【００７７】
Ｓ２０３にて、コントローラ６１は、第２の温度センサ１３２から出力される温度が１０℃よりも低いか否かを判定する。前述したように、電池温度が１０℃よりも低い場合には、必要な出力値に対応した電池出力が得られないため、電池温度を昇温させる必要がある。
【００７８】
Ｓ２０４にて、コントローラ６１は、第２の温度センサ１３２から出力される温度が所定温度よりも低い場合には、モータユニット３５に作動信号を出力する。この場合、攪拌部材３０を作動することにより、冷却液１４全体の温度のバラツキを抑制しながら、最下段に配列される円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度を上昇させることができる。
【００７９】
Ｓ２０５にて、コントローラ６１は、内部タイマーによるカウント動作を開始する。
【００８０】
Ｓ２０６にて、コントローラ６１は、内部タイマーが１０秒以上カウントしたかどうかを判定する。ここで、カウント時間を１０秒に設定したのは、攪拌部材３１による攪拌動作が開始され、冷却液１４の温度のバラツキが抑制されるまでの時間を確保するためである。
【００８１】
Ｓ２０７にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１により検出された円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度（以下、「温度Ｔ３」という）と、第２の温度センサ１３２により検出された円筒型電池１２１Ｄ１４の電池温度（以下、「Ｔ４」という）とを比較する。
【００８２】
Ｓ２０８にて、コントローラ６１は、温度Ｔ３が温度Ｔ４よりも２０℃以上高いか否かを判定する。ここで、温度Ｔ３が温度Ｔ４よりも２０℃以上高い場合には、Ｓ２０４にて作動信号を出力しているにもかかわらず、故障により攪拌部材３１が作動せずに、電池の温度差が拡大しているものと考えられる。
【００８３】
Ｓ２０９にて、コントローラ６１は、報知装置４１に信号を出力する。ここで、報知装置４１としては、運転席前方のコンビネーションメータに設けられたコーションランプを用いることができる。コーションランプは、攪拌部材３１が作動不能である場合に点灯して、車室内の乗員に故障を報知する。本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
（他の実施例）
攪拌部材３１としては、他の構成を用いることもできる。例えば、攪拌部材として、外面に攪拌フィンを有する無端ベルトを用いることができる。この場合、組電池１２全体を包囲するように無端ベルトを配置するとよい。また、攪拌部材として、収容容器１１の内外で冷却液１４を循環させる循環ポンプを用いることができる。
【００８５】
上述の各実施例では、収容容器１１の内部の温度差を検出するための検出センサとして、円筒型電池１２１に設けられた温度センサを用いたが、他の検出センサを用いることもできる。例えば、蓋部材１３の内面及び収容容器１１の底面にそれぞれ第１及び第２の温度センサを設けて、冷却液１４の上下の温度差を直接検出してもよい。この場合、冷却液１４及び円筒型電池１２１の温度分布は互いに概ね等しいため、冷却液１４の上下の温度差を検出して、この温度差が所定温度以上である場合に、攪拌部材３１が故障していると判定することができる。
【００８６】
また、各円筒型電池１２１の電圧差から円筒型電池１２１の温度差を推定し、この推定した温度差に基づき攪拌部材３１の故障を判定することもできる。電池温度と電池の出力値（電圧値）との間には相関関係があり、電池温度の上昇に応じて電池の出力値は高くなる。したがって、円筒型電池１２１の電圧値から電池の温度差を推定することもできる。
【００８７】
円筒型電池１２１の電圧を検出する検出センサとしては、例えば、電池ＥＣＵを用いることができる。この場合、電池ＥＣＵが請求項１に記載の「検出センサ」に相当する。上述の各実施例と同様に、円筒型電池１２１Ａ１１、１２１Ｄ１４を電圧検出の対象にするとよい。
【００８８】
攪拌部材３１の故障を報知する報知装置の構成として、音声を用いることもできる。例えば、ドアにスピーカを設けて、該スピーカからの音声出力により、攪拌部材３１の故障を報知することができる。また、ハイブリッド車両に搭載されたディスプレイなどに、攪拌部材３１の故障を表示してもよい。
【００８９】
上述の各実施例では、第１の温度センサ１３１又は第２の温度センサ１３２から出力される温度情報に基づき攪拌部材３１を作動したが、攪拌部材３１を常時回転させる構成であってもよい。この場合、コントローラ６１は、イグニションＳＷ６２がオンされると同時に、モータユニット３５に作動信号を出力する。攪拌部材３１の故障判定方法は、前述した図５及び図６のフローチャートと同様であるが、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ２０２、Ｓ２０３については省略される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】蓄電装置の分解斜視図である。
【図２】円筒型電池の長手方向に対して直交する方向における蓄電装置の断面図である。
【図３】攪拌ユニットの斜視図である。
【図４】攪拌部材の故障判定装置の回路構成を図示したブロック図である。
【図５】故障判定装置による攪拌部材の故障判定方法を示したフローチャートである。
【図６】実施例２の故障判定装置による攪拌部材の故障判定方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１１ 収容容器
１２ 組電池
１３ 蓋部材
１４ 冷却液
３０ 攪拌ユニット
３１ 攪拌部材
３１ａ 攪拌フィン
３１ｂ 回転軸
３５ モータユニット
３６ 第１の対流方向調整板
３７ 第２の対流方向調整板
４１ 報知装置
６１ コントローラ
１２１ 円筒型電池
１３１ 第１の温度センサ
１３２ 第２の温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の蓄電体と熱交換を行う液状の熱交換媒体を攪拌する攪拌部材の故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池やキャパシタに蓄電された電力によりモータを回転させて、車両を駆動する電
気車両、ハイブリッド車両が知られている。二次電池やキャパシタは、電力を充放電
する際に発熱する。二次電池などが使用中に昇温して高温になると、電池の寿命が短くな
る。そこで、電池の温度を検出して、検出した温度が所定値以上になると、電池の近傍に
配置された冷却ファンを作動して電池を冷却し、電池温度を下げるようにした冷却装置
が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、電池を冷却する冷却ファンと、電池の温度を検出する温度センサと、冷却ファンの作動制御を行うバッテリコントローラと、冷却ファンが作動しているときに温度センサによって検出した電池の温度Ｔｂ１を記憶するＲＡＭとを備える冷却装置の故障判定装置が開示されている。
【０００４】
上述の構成において、ＲＡＭから読み出したＴｂ１と、冷却ファンの作動を停止させる制御を行ったときに温度センサによって検出した電池の温度Ｔｂ２とに基づいて冷却ファンの故障を判断する。これにより、電池の出力を制限する制御の影響を受けることなく、冷却ファンの故障を確実に判断することができる。
【０００５】
一方、近年、ハイブリッド車両の駆動電源などとして出力密度の高い蓄電体が求められるており、複数の蓄電体を冷却液の中に浸漬した蓄電装置が提案されている。この種の蓄電装置では、各蓄電体の温度のバラツキを抑制するために、冷却液の中に攪拌部材を配置して、冷却液を攪拌している。
【特許文献１】特開２００２−３４３４４９号公報
【特許文献２】特開２００２−１０１５７０号公報
【特許文献３】特開２００４−２８１０７７号公報
【特許文献４】特開２００５−１２９３５９号公報
【特許文献５】特開２００５−１６０１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、攪拌部材が故障により回転不能に陥ると、冷却液の温度にバラツキが生じて、温度の高い蓄電体の寿命が短くなる。したがって、攪拌部材の故障を早期に検知する必要がある。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであって、攪拌部材の故障を早期に検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願発明の攪拌部材の故障判定装置は、
（１）「複数の蓄電体と熱交換を行う液状の熱交換媒体と、前記複数の蓄電体及び前記熱交換媒体を収容する収容容器と、出力回路から出力された作動信号に基づき前記熱交換媒体を攪拌する攪拌部材と、前記収容容器の内部の温度差を検出するための検出センサと、前記出力回路から前記作動信号が出力された後に、前記収容容器の内部の温度差が予め設定された設定温度以上である場合には、前記攪拌部材が故障であると判定する故障判定手段と、を有する」ことを特徴とする。
【０００９】
（１）に記載の発明によれば、攪拌部材の故障を早期に判定することができる。
【００１０】
（２）（１）の構成において、前記検出センサとして、前記蓄電体の温度を検出する温度センサを用いることができる。（２）に記載の発明によれば、蓄電体に設けられた温度センサを用いることができるため、独立した温度センサが不要となり、コストを削減することができる。
【００１１】
（３）（２）の構成において、前記複数の蓄電体は、第１の蓄電体と、この第１の蓄電体よりも下方に配置される第２の蓄電体とを含み、前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含んでいる。
【００１２】
加熱された液状の熱交換媒体は比重が軽くなって収容部の内部を上側に移動する。したがって、（３）に記載の発明によれば、攪拌部材の異常検出をより正確かつ早期に行うことができる。
【００１３】
（４）（２）の構成において、前記複数の蓄電体は、前記攪拌部材が正常に作動する正常作動状態において最高温度となる第１の蓄電体と、最低温度となる第２の蓄電体とを含み、前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含んでいる。
【００１４】
（４）に記載の発明によれば、攪拌部材の異常検出をより正確かつ早期に行うことができる。
【００１５】
（５）（１）の構成において、「前記検出センサとして、前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出センサ」を用いることもできる。蓄電体の温度と出力（電圧）との関係には相関関係があり、蓄電体の温度が上昇すると蓄電体の出力も増すため、蓄電体の電圧から収容部の内部における温度差を推定することができる。
【００１６】
（６）（１）乃至（５）の構成において、「外周面に攪拌フィンが形成された回転軸を含む前記攪拌部材」を用いることができる。
【００１７】
（６）の構成によれば、攪拌フィンに異物（例えば、収容容器の内面から削ぎ落ちた内壁の一部）が噛み込んで、攪拌部材が作動不能になったことを検知することができる。
【００１８】
（７）（６）の構成において、「コイルに通電して前記回転軸を回転させるモータにより駆動される前記攪拌部材」を用いることができる。
【００１９】
（７）の構成によれば、コイルが断線して、攪拌部材が作動不能になったことを検知することができる。
【００２０】
（８） （１）乃至（７）の構成において、「前記設定温度は、前記攪拌部材が正常に機能しているときの前記収容部の内部の最大温度差よりも高い温度」に設定するのが好ましい。
【００２１】
（８）の構成によれば、より正確に攪拌部材の故障を判定することができる。
【００２２】
（９）（１）乃至（８）のいずれか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置を、
該攪拌部材の故障判定装置の判定結果を車内の乗員に報知するための報知装置とともに車両に搭載することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、攪拌部材の故障を早期に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１乃至図４を参照しながら、本実施例の攪拌部材の故障判定装置の概略構成について説明する。ここで、図１は蓄電装置の分解斜視図であり、図２は円筒型電池の長手方向に対して直交する方向における蓄電装置の断面図であり、図３は攪拌ユニットの斜視図であり、図４は攪拌部材の故障判定装置の回路構成を図示したブロック図である。
【００２５】
複数の円筒型電池（蓄電体）１２１からなる組電池１２は、ハイブリッド車両の駆動用または補助電源として使用され、収容容器１１に収容されている。収容容器１１には組電池１２を冷却するための冷却液（液状の熱交換媒体）１４が収容されており、この冷却液１４の中に組電池１２は浸漬されている。
【００２６】
図２に図示するように、組電池１２において、最上段の右から４番目に配列された円筒型電池１２１（第１の蓄電体）Ａ１１には第１の温度センサ（検出センサ）１３１が設けられており、最下段の右端に配列された円筒型電池（第２の蓄電体）１２１Ｄ１４には、第２の温度センサ（検出センサ）１３２が設けられている。
【００２７】
図４に図示するように、第１及び第２の温度センサ１３１、１３２は不図示の導線を介してコントローラ（出力回路、故障判定回路、故障判定手段）６１に電気的に接続されており、コントローラ６１はこれらの温度センサ１３１、１３２から出力された温度情報に基づき、冷却液１４内に設けられた攪拌部材３１の攪拌動作を制御する。
【００２８】
具体的には、第１の温度センサ１３１から出力された温度情報に基づき、円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が６０℃を超えている場合には、作動信号を出力して攪拌部材３１を駆動する。攪拌部材３１により攪拌された冷却液１４は、温度のバラツキが抑制される。
【００２９】
しかしながら、コントローラ６１から作動信号が出力されているにも関わらず、攪拌部材３１が作動しない場合がある。攪拌部材３１が動作しない場合としては、例えば、構造物の一部（例えば、破損した収容容器１１の壁部）が攪拌部材３１の攪拌フィン３１ａに噛み込んでいる場合、回転軸３１ｂを駆動するモータのコイルが断線した場合を想定している。
【００３０】
この場合、冷却液１４を強制的に攪拌できないため、各円筒型電池１２１の温度のバラツキが抑制不能になり、結果的に電池寿命が短くなる。したがって、攪拌部材３１が故障したことを車室内に報知して、速やかに電池交換を促す必要がある。
【００３１】
本発明では組電池１２の冷媒として液体が用いられており、コントローラ６１から攪拌部材３１に作動信号が出力されているにも関わらず、攪拌部材３１が作動しない場合には、冷却液１４の上下における温度差が空冷の場合よりも大きくなる。
【００３２】
そこで、コントローラ６１から作動信号が出力された後に、第１及び第２の温度センサ１３１、１３２から出力された温度情報に基づき収容部１１の内部の温度差が予め設定された設定温度以上である場合には、攪拌部材３１が故障しているものと判定する。これにより、攪拌部材の故障を早期に発見することができる。
【００３３】
また、特許文献１のように、温度センサから出力される温度情報を記憶するための記憶手段（ＲＡＭ）が無くても攪拌部材３１の故障を検知できるため、故障判定装置の構造を簡素化しながら、コストを削減することができる。
【００３４】
次に、攪拌部材の故障判定装置の構成を詳細に説明する。
【００３５】
組電池１２は、複数の円筒型電池１２１から構成されており、各円筒型電池１２１は一対の支持部材１２２間に支持されている。各円筒型電池１２１の長手方向両端には、ネジ電極１２１ａが形成されており、一対の支持部材１２２には、このネジ電極１２１ａを挿入するための貫通穴（不図示）が形成されている。
【００３６】
図２に図示するように、複数の円筒型電池１２１にはそれぞれ符号を付している。最上段に配列される円筒形電池にあっては、図中左側から１２１Ａ１〜１２１Ａ１４のように符号を付しており、円筒型電池１２１Ａ１〜１２１Ａ１４の下段に配列される円筒型電池にあっては、図中左側から１２１Ｂ１〜１２１Ｂ１４のように符号を付しており、円筒型電池１２１Ｂ１〜１２１Ｂ１４の下段に配列される円筒型電池にあっては、図中左側から１２１Ｃ１〜１２１Ｃ１４のように符号を付しており、最下段に配列される円筒型電池にあっては、図中左側から１２１Ｄ１〜１２１Ｄ１４のように符号を付している。
【００３７】
第１の温度センサ１３１は、最上段の右から４番目に配列された円筒型電池１２１Ａ１１に設けられており、第２の温度センサ１３２は、最下段の右端に配列された円筒型電池１２１Ｄ１４に設けられている。
【００３８】
ここで、第１及び第２の温度センサ１３１、１３２をそれぞれ、円筒型電池１２１Ａ１１及び１２１Ｄ１４に設けた理由は、下記の通りである。攪拌部材３１を停止した状態において、充放電により組電池１２が発熱すると、組電池１２の熱が冷却液１４に伝熱する。温度上昇した冷却液１４は、比重が軽くなり、収容容器１１の内部を上側に移動する。したがって、収容容器１１の内部において冷却液１４の温度は、底部が最も低く、上部が最も高くなる。
【００３９】
シミューションでも同様の結果が得られ、最上段の右から４番目に配列される円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が最も高くなり、最下段の右端に配列される円筒型電池１２１Ｄ１４の電池温度が最も低くなるということがわかった。なお、この結果は、攪拌部材３１が正常に作動している場合であっても同様である。
【００４０】
そこで、後述するように、攪拌部材３１に作動信号を出力しているにもかかわらず、円筒型電池１２１Ａ１１及び円筒型電池１２１Ｄ１４の温度差が予め設定された設定温度以上ある場合には、攪拌部材３１が作動していないものとみなし、故障であると判定している。このように、最も温度差がつきやすい二つの円筒型電池１２１の温度差に基づき攪拌部材３１の故障を判定することにより、より正確かつ迅速に攪拌部材３１の故障を発見することができる。
【００４１】
本実施例では「設定温度」を２０℃に設定したが、円筒型電池１２１、冷却液１４の種類に応じて適宜変更することができる。攪拌部材３１を正常に作動させた場合であっても、各円筒型電池１２１には温度差があり、この温度差は、攪拌部材３１の作動不能により拡大する。したがって、攪拌部材３１を正常に作動させたときの円筒型電池１２１Ａ１１及び円筒型電池１２１Ｄ１４の温度差を予めシミュレーションなどにより調べておき、この温度差よりも高い温度を「設定温度」として用いるとよい。これにより、攪拌部材３１の故障を正確に検知することができる。
【００４２】
複数の円筒型電池１２１は、バスバー１２３により直列に接続されている。バスバー１２３は、締結ナット１２４を各円筒型電池１２１のネジ電極１２１ａに締結することにより、固定されている。
【００４３】
各円筒型電池１２１の内部には、発電要素が収容されている。発電要素は、電極板（正極板及び負極板）と、セパレータと、電解質とで構成されており、公知の構成を適宜、適用することができる。
【００４４】
ここで、正極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に正極層を形成したものを用い、負極板としては、アルミニウム等の金属（合金を含む）で形成された集電体の表面に負極層を形成したものを用いることができる。より具体的には、ニッケル−水素電池では、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウムイオン電池では、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。
【００４５】
なお、本実施例では、円筒型電池を用いているが、角型等の他の形状の電池を用いることもできる。また、本実施例では、二次電池を用いているが、二次電池の代わりに、蓄電体としてのキャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。
【００４６】
収容容器１１及び蓋部材１３は、熱伝導性や耐食性等に優れた材料、例えば、冷却液１４の熱伝導率と同等又はこれよりも高い熱伝導率を有する材料で形成することができる。具体的には、収容容器１１や蓋部材１３を金属（銅や鉄等）で形成することができる。収容容器１１は、助手席下部に位置する車両のフロアパネルＦに対して固定されている。ただし、運転席及び助手席の間のコンソールボックス、後部座席の下方などに配置することもできる。
【００４７】
冷却液１４は、絶縁性を有する液体であり、例えば、絶縁性を有する油や、フッ素系不活性液体を用いることができる。フッ素系不活性液体としては、例えば、フロリナート、Ｎｏｖｅｃ ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０（スリーエム社製）を用いることができる。
【００４８】
蓋部材１３の平面視４隅にはそれぞれ、取り付け穴部（不図示）が形成されており、これらの取り付け穴部には、一対の支持部材１２２の上端面に形成された取り付け突起部１２２ａが圧入される。支持部材１２２の取り付け突起部１２２ａを蓋部材１３の該取り付け穴部に圧入することにより、収容容器１１を密閉構造にすることができる。これにより、収容容器１１の内部に異物が入り込むのを阻止でき、電池短絡を防止できる。
【００４９】
組電池１２の一端には、攪拌ユニット３０が配置されている。ここで、攪拌ユニット３０の両端は、一対の支持部材１２２の同一面内に位置するように配置されている。以下、図２及び図３を併せ用いて、攪拌ユニット３０の構成について詳細に説明する。なお、図２の矢印は、冷却液１４の対流方向を示している。
【００５０】
攪拌ユニット３０の攪拌部材３１は、回転軸３１ｂと、回転軸３１ｂの外周面に設けられた複数の攪拌フィン３１ａとから構成される。回転軸３１ｂは、円筒型電池１２１の長手方向に配置されている。複数の攪拌フィン３１ａは、回転軸３１ｂの周方向において等間隔に配置されており、各攪拌フィン３１ａは、曲面を持った形状に形成されている。
【００５１】
回転軸３１ｂの両端は、ラジアル式の軸受け部材（不図示）に回転可能に支持されている。回転軸３１ｂの一端は、回転軸駆動モータユニット３５に接続されている。モータユニット３５は、モータとドライバにより構成されており、モータにはコイルへの通電を制御することによりロータが回転するステッピングモータを用いることができる。一方の支持部材１２２には、モータ設置部１２２ｂが切欠により形成されており、このモータ設置部１２２ｂにモータユニット３５が設置されている。
【００５２】
このようにモータユニット３５を支持部材１２２の内部に設置することにより、収容容器１４の内部のスペースを有効に活用することができる。
【００５３】
攪拌ユニット３０は、第１の対流方向調整板３６と第２の対流方向調整板３７とを含む。第１の対流方向調整板３６は水平方向に対して斜設されており、その先端部は左下隅に配置される円筒型電池１２１Ｄ１と収容容器１１の底面との間の領域に位置している。
【００５４】
回転する攪拌フィン３１ａによって押し出された冷却液１４は、第１の対流方向調整板３６に当接して、収容容器１１の底面に沿って対流する。これにより、攪拌部材３１の近傍の領域のみにおいて冷却液１４が攪拌されるのを防止できる。
【００５５】
第２の対流方向調整板３７は上下方向に延びており、その上端部は、最上列に配列された円筒型電池１２１Ａ１〜Ａ１４の上端部と同じ高さに位置している。蓋部材１３の内面に沿って対流する冷却液１４は、第２の対流方向調整板３７と蓋部材１３との間に形成された隙間を通って、第２の対流方向調整板３７と収容容器１１の側壁との間に形成された流路Ｓ１に流入する。
【００５６】
流路Ｓ１に流入した冷却液１４は、回転する攪拌部材３１に引き込まれて、再び収容容器１１の底面に沿って対流する。冷却液１４の熱は、収容容器１１及び蓋部材１３に伝熱して、収容容器１１の外部に放出される。
【００５７】
上述の構成によれば、収容容器１１及び蓋部材１３の内面に沿って冷却液１４が対流する層流を起こすことができる。これにより、各円筒型電池１２１に対してその長手方向に均一に冷却液１４を供給できるため、各円筒型電池１２１を均一に冷却することができる。なお、層流とは、流体が規則正しく流線上を運動していることを意味する。
【００５８】
次に、図５を参照しながら、攪拌部材３１の故障判定方法について説明する。ここで、図５は攪拌部材の故障判定方法を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０１にて、コントローラ６１は、イグニションＳＷ６２がＯＮされたかどうかを判別し、イグニションＳＷ６２がＯＮされた場合には、Ｓ１０２に進む。
【００６０】
Ｓ１０２にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１から出力される温度情報の検出を開始してＳ１０３に進む。
【００６１】
Ｓ１０３にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１から出力される温度情報に基づき、円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が攪拌部材３１の作動温度よりも高いか否かを判別する。ここで、攪拌部材３１の作動温度は、円筒型電池１２１の種類により適宜変更することができる。例えば、円筒型電池１２１としてリチウムイオン電池を使用した場合には、攪拌部材３１の作動温度を５５℃に設定するとよい。
【００６２】
リチウムイオン電池では、電池温度が６０℃（以下、最高使用温度という）を超えると電池劣化が進行すると考えられており、当該最高使用温度よりも低い温度を作動開始温度とすることにより、リチウムイオン電池の劣化を抑止できる。
【００６３】
Ｓ１０４にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１から出力される温度情報に基づき、円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度が攪拌部材２１の作動温度を超えている場合には、モータユニット３５に作動信号を出力する。
【００６４】
また、Ｓ１０５にて、コントローラ６１は、内部タイマーによるカウント動作を開始する。
【００６５】
Ｓ１０６にて、コントローラ６１は、内部タイマーによりカウント時間が１０秒に達したかどうかを判定する。ここで、カウント時間を１０秒に設定したのは、攪拌部材３１による攪拌動作が開始され、冷却液１４の温度のバラツキが抑制されるまでの時間を確保するためである。
【００６６】
Ｓ１０７にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１により検出された円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度（以下、「温度Ｔ１」という）と、第２の温度センサ１３２により検出された円筒型電池１２１Ｄ１４の電池温度（以下、「Ｔ２」という）とを比較する。
【００６７】
Ｓ１０８にて、コントローラ６１は、温度Ｔ１が温度Ｔ２よりも２０℃（設定温度）以上高いか否かを判定する。ここで、温度Ｔ１が温度Ｔ２よりも２０℃以上高い場合には、Ｓ１０４にて作動信号を出力しているにもかかわらず、故障により攪拌部材３１が作動せずに、電池の温度差が拡大したものと考えられる。
【００６８】
ここで、攪拌部材３１の回転数を測定し、この測定結果に基づき攪拌部材３１の故障を判定する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、攪拌部材３１の回転数を測定するための回転計を必要とするため、コストが増大する。これに対して、本実施例では、電池の温度差に基づき、攪拌部材３１の故障を判定しているため、回転計を省略することによりコストを削減することができる。
【００６９】
また、冷却液１４の流速を測定し、この測定結果に基づき攪拌部材３１の故障を判定する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、攪拌部材３１の流速を測定するための流量計を必要とするため、コストが増大する。これに対して、本実施例では、電池の温度差に基づき、攪拌部材３１の故障を判定しているため、流量計を省略することによりコストを削減することができる。
【００７０】
Ｓ１０９にて、コントローラ６１は、報知装置４１に信号を出力する。ここで、報知装置４１としては、運転席前方のコンビネーションメータに設けられたコーションランプを用いることができる。コーションランプは、攪拌部材３１が作動不能である場合に点灯して、車室内の乗員に故障を報知する。
【００７１】
（実施例２）
次に、実施例２の故障判定装置による攪拌部材の故障判定方法について、図６を参照しながら説明する。実施例１では、温度上昇した円筒型電池１２１の温度を下げるために攪拌部材３１を作動したが、本実施例では、温度低下した円筒型電池１２１の温度を上げるために攪拌部材３１を作動する。図６は、攪拌部材の故障判定方法を説明するためのフローチャートである。
【００７２】
車両外部の温度が低い場合には、車両のフロアパネルＦに設置された収容容器１１を介して組電池１２の熱が放熱され、特に最下段に配列される（つまり、フロアパネルに近い側に配置される）円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度が上がりにくくなり、要求出力に対応した電池出力が得られなくなる。例えば、リチウムイオン電池の場合には、電池温度が１０℃以下になると、要求出力に対応した電池出力が得られなくなると考えられている。
【００７３】
一方、最上段に配列される円筒型電池１２１Ａ１〜１４は、最下段に配置される円筒型電池１２１Ｄ１〜１４よりも熱が逃げにくく、電池温度を上げやすい。そこで、最下段の円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度が１０℃よりも低い場合には、冷却液１４を攪拌して、温度分布のバラツキを抑制しながら冷却液１４の温度を上昇させ、これにより円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度を上昇させる必要がある。
【００７４】
しかしながら、実施例１と同様の理由から、故障により攪拌部材３１が作動しない場合がある。そこで、以下の手順にしたがって、攪拌部材３１の故障を判定する。なお、特許請求の範囲では、実施例の冷却液１４に対応する発明特定事項を液状の熱交換媒体と表現している。これは、本実施例のように、円筒型電池１２１を昇温させるための熱交換媒体として冷却液１４を使用する場合を考慮したものである。
【００７５】
Ｓ２０１にて、コントローラ６１は、イグニションＳＷ６２がＯＮされたかどうかを判別し、イグニションＳＷ６２がＯＮされた場合には、Ｓ２０２に進む。
【００７６】
Ｓ２０２にて、コントローラ６１は、第２の温度センサ１３２から出力される温度情報の検出を開始してＳ２０３に進む。
【００７７】
Ｓ２０３にて、コントローラ６１は、第２の温度センサ１３２から出力される温度が１０℃よりも低いか否かを判定する。前述したように、電池温度が１０℃よりも低い場合には、必要な出力値に対応した電池出力が得られないため、電池温度を昇温させる必要がある。
【００７８】
Ｓ２０４にて、コントローラ６１は、第２の温度センサ１３２から出力される温度が所定温度よりも低い場合には、モータユニット３５に作動信号を出力する。この場合、攪拌部材３０を作動することにより、冷却液１４全体の温度のバラツキを抑制しながら、最下段に配列される円筒型電池１２１Ｄ１〜１４の電池温度を上昇させることができる。
【００７９】
Ｓ２０５にて、コントローラ６１は、内部タイマーによるカウント動作を開始する。
【００８０】
Ｓ２０６にて、コントローラ６１は、内部タイマーが１０秒以上カウントしたかどうかを判定する。ここで、カウント時間を１０秒に設定したのは、攪拌部材３１による攪拌動作が開始され、冷却液１４の温度のバラツキが抑制されるまでの時間を確保するためである。
【００８１】
Ｓ２０７にて、コントローラ６１は、第１の温度センサ１３１により検出された円筒型電池１２１Ａ１１の電池温度（以下、「温度Ｔ３」という）と、第２の温度センサ１３２により検出された円筒型電池１２１Ｄ１４の電池温度（以下、「Ｔ４」という）とを比較する。
【００８２】
Ｓ２０８にて、コントローラ６１は、温度Ｔ３が温度Ｔ４よりも２０℃以上高いか否かを判定する。ここで、温度Ｔ３が温度Ｔ４よりも２０℃以上高い場合には、Ｓ２０４にて作動信号を出力しているにもかかわらず、故障により攪拌部材３１が作動せずに、電池の温度差が拡大しているものと考えられる。
【００８３】
Ｓ２０９にて、コントローラ６１は、報知装置４１に信号を出力する。ここで、報知装置４１としては、運転席前方のコンビネーションメータに設けられたコーションランプを用いることができる。コーションランプは、攪拌部材３１が作動不能である場合に点灯して、車室内の乗員に故障を報知する。本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
（他の実施例）
攪拌部材３１としては、他の構成を用いることもできる。例えば、攪拌部材として、外面に攪拌フィンを有する無端ベルトを用いることができる。この場合、組電池１２全体を包囲するように無端ベルトを配置するとよい。また、攪拌部材として、収容容器１１の内外で冷却液１４を循環させる循環ポンプを用いることができる。
【００８５】
上述の各実施例では、収容容器１１の内部の温度差を検出するための検出センサとして、円筒型電池１２１に設けられた温度センサを用いたが、他の検出センサを用いることもできる。例えば、蓋部材１３の内面及び収容容器１１の底面にそれぞれ第１及び第２の温度センサを設けて、冷却液１４の上下の温度差を直接検出してもよい。この場合、冷却液１４及び円筒型電池１２１の温度分布は互いに概ね等しいため、冷却液１４の上下の温度差を検出して、この温度差が所定温度以上である場合に、攪拌部材３１が故障していると判定することができる。
【００８６】
また、各円筒型電池１２１の電圧差から円筒型電池１２１の温度差を推定し、この推定した温度差に基づき攪拌部材３１の故障を判定することもできる。電池温度と電池の出力値（電圧値）との間には相関関係があり、電池温度の上昇に応じて電池の出力値は高くなる。したがって、円筒型電池１２１の電圧値から電池の温度差を推定することもできる。
【００８７】
円筒型電池１２１の電圧を検出する検出センサとしては、例えば、電池ＥＣＵを用いることができる。この場合、電池ＥＣＵが請求項１に記載の「検出センサ」に相当する。上述の各実施例と同様に、円筒型電池１２１Ａ１１、１２１Ｄ１４を電圧検出の対象にするとよい。
【００８８】
攪拌部材３１の故障を報知する報知装置の構成として、音声を用いることもできる。例えば、ドアにスピーカを設けて、該スピーカからの音声出力により、攪拌部材３１の故障を報知することができる。また、ハイブリッド車両に搭載されたディスプレイなどに、攪拌部材３１の故障を表示してもよい。
【００８９】
上述の各実施例では、第１の温度センサ１３１又は第２の温度センサ１３２から出力される温度情報に基づき攪拌部材３１を作動したが、攪拌部材３１を常時回転させる構成であってもよい。この場合、コントローラ６１は、イグニションＳＷ６２がオンされると同時に、モータユニット３５に作動信号を出力する。攪拌部材３１の故障判定方法は、前述した図５及び図６のフローチャートと同様であるが、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ２０２、Ｓ２０３については省略される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】蓄電装置の分解斜視図である。
【図２】円筒型電池の長手方向に対して直交する方向における蓄電装置の断面図である。
【図３】攪拌ユニットの斜視図である。
【図４】攪拌部材の故障判定装置の回路構成を図示したブロック図である。
【図５】故障判定装置による攪拌部材の故障判定方法を示したフローチャートである。
【図６】実施例２の故障判定装置による攪拌部材の故障判定方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１１ 収容容器
１２ 組電池
１３ 蓋部材
１４ 冷却液
３０ 攪拌ユニット
３１ 攪拌部材
３１ａ 攪拌フィン
３１ｂ 回転軸
３５ モータユニット
３６ 第１の対流方向調整板
３７ 第２の対流方向調整板
４１ 報知装置
６１ コントローラ
１２１ 円筒型電池
１３１ 第１の温度センサ
１３２ 第２の温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電体と熱交換を行う液状の熱交換媒体と、
前記複数の蓄電体及び前記熱交換媒体を収容する収容容器と、
出力回路から出力された作動信号に基づき前記熱交換媒体を攪拌する攪拌部材と、
前記収容容器の内部の温度差を検出するための検出センサと、
前記出力回路から前記作動信号が出力された後に、前記収容容器の内部の温度差が予め設定された設定温度以上である場合には、前記攪拌部材が故障であると判定する故障判定手段と、を有することを特徴とする攪拌部材の故障判定装置。
【請求項２】
前記検出センサは、前記蓄電体の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項１に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項３】
前記複数の蓄電体は、第１の蓄電体と、この第１の蓄電体よりも下方に配置される第２の蓄電体とを含み、
前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含むことを特徴とする請求項２に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項４】
前記複数の蓄電体は、前記攪拌部材が正常に作動する正常作動状態において最高温度となる第１の蓄電体と、最低温度となる第２の蓄電体とを含み、
前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含むことを特徴とする請求項２に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項５】
前記検出センサは、前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出センサであることを特徴とする請求項１に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項６】
前記攪拌部材は、外周面に攪拌フィンが形成された回転軸を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項７】
前記攪拌部材は、コイルに通電して前記回転軸を回転させるモータにより駆動されることを特徴とする請求項６に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項８】
前記設定温度は、前記攪拌部材が正常に機能しているときの前記収容部の内部の最大温度差よりも高いことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置と、
該攪拌部材の故障判定装置の判定結果を車内の乗員に報知するための報知装置と、を有することを特徴とする車両。
【請求項１】
複数の蓄電体と熱交換を行う液状の熱交換媒体と、
前記複数の蓄電体及び前記熱交換媒体を収容する収容容器と、
出力回路から出力された作動信号に基づき前記熱交換媒体を攪拌する攪拌部材と、
前記収容容器の内部の温度差を検出するための検出センサと、
前記出力回路から前記作動信号が出力された後に、前記収容容器の内部の温度差が予め設定された設定温度以上である場合には、前記攪拌部材が故障であると判定する故障判定手段と、を有することを特徴とする攪拌部材の故障判定装置。
【請求項２】
前記検出センサは、前記蓄電体の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項１に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項３】
前記複数の蓄電体は、第１の蓄電体と、この第１の蓄電体よりも下方に配置される第２の蓄電体とを含み、
前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含むことを特徴とする請求項２に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項４】
前記複数の蓄電体は、前記攪拌部材が正常に作動する正常作動状態において最高温度となる第１の蓄電体と、最低温度となる第２の蓄電体とを含み、
前記温度センサは、前記第１の蓄電体に設けられた第１の温度センサと、前記第２の蓄電体に設けられた第２の温度センサとを含むことを特徴とする請求項２に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項５】
前記検出センサは、前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出センサであることを特徴とする請求項１に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項６】
前記攪拌部材は、外周面に攪拌フィンが形成された回転軸を含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項７】
前記攪拌部材は、コイルに通電して前記回転軸を回転させるモータにより駆動されることを特徴とする請求項６に記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項８】
前記設定温度は、前記攪拌部材が正常に機能しているときの前記収容部の内部の最大温度差よりも高いことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずか一つに記載の攪拌部材の故障判定装置と、
該攪拌部材の故障判定装置の判定結果を車内の乗員に報知するための報知装置と、を有することを特徴とする車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１５８４４２（Ｐ２００９−１５８４４２Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３８８８９（Ｐ２００７−３３８８８９）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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