EV/PHV　駆動用電池の冷却システム

暑くなってきました。
駆動用電池の温度もじわじわ上がってきているようです。

プリウスPHVでは、エアコン連動の駆動用電池冷却システムが備わっています。
駆動用電池温度が高くなると、充電時に冷房運転して室内空気温度を低下させ、この空気で強制風冷することで電池温度を抑制する仕組みです。
この冷却動作は、電力を食うことからか、ユーザーでオンオフを選択できます。
システムオフ時に、駆動用電池冷却をして良いか？と聞かれることが増えました。
電池寿命をなるべく延ばすためには、必要に応じて冷却が必要。



さて、駆動用電池の冷却方法にもいろいろあるようで、トヨタ初EVであるUX300eでは専用エバポレータによる強制風冷式、最近発表されたRAV4 PHVでは冷媒循環による直接冷却が採用されており、トヨタではプリウスPHVの車室内冷気を利用した強制風冷式を含め3種類の冷却方式を採用していることになります。

他メーカではどうなのでしょうか？
ちょうど今年の4月にリリースされた電力中央研究所の文献を見つけました。

出典：
電力中央研究所　研究報告書（電力中央研究所報告）
電気自動車用蓄電池の冷却方法の調査
https://criepi.denken.or.jp/jp/kenkikaku/report/detail/C19003.html

まず冷却システム構成です。
いろいろありますが、大きく分けて空冷式、水冷式、冷媒直接式の3種類に分類されるようです。



空冷式では自然冷却式とエアコン併用の強制風冷式がありますが、自然冷却式は、外気温以下に冷却できませんし、電池寿命を考慮した電池上限温度以下で発熱量と放熱量のバランスがとれないと設計が成立しません。
水冷式ではエアコンを使わない単純なラジエター水冷も外気温以下に電池を冷却できませんので、冷却能力としてはやや劣るかと思います。
この2つの構成は、種々のシステム設計要件をうまくバランスできれば良いですが、一般的には難しい設計になりそうです。

他の方式は、強制風冷にせよ水冷にせよ、エアコンを併用しますので、よりアクティブに冷却が可能です。コストは掛かるでしょうが、現状の電池性能では必要なコストなのだと思います。



冷却方式と主な採用車種についてまとめられています。
主流はエアコン併用の強制風冷と水冷（液冷）のようです。
冷媒直接冷却は採用例はかなり少ないようですが、RAV4 PHVはこの方式を採用してきました。

冷却不要な頑健な電池が出てくるまでは、各社知恵をこらした冷却方式でリリースしてくるものと思います。